[发明专利]一种用于航拍校正图像拼接的图像边沿检测方法

说明书

本发明一种用于航拍校正图像拼接的图像边沿检测方法，属于计算机视觉领域。无人机非理想的俯仰角、翻滚角等信息会造成航拍图像的非线性畸变，而通过几何校正后，校正图像边沿会产生大量无规则的噪点。在多幅航拍图像进行拼接形成一张无缝的大场景图像时，若直接对每幅航拍校正图像进行裁剪，将裁去大量有效信息，不裁剪则会产生明显的拼接噪点。本发明对存在边沿噪声的航拍校正图像进行两次边沿检测，以一定的规则区分无效像素与有效像素，确定边沿噪声带。在校正图像拼接时，只需剪裁掉此噪声带，即可避免拼接噪声，同时又最大限度地保留了图像的有效场景。

技术领域

本发明属于计算机视觉领域，特别是涉及一种用于航拍校正图像拼接的图像边沿检测方法。

背景技术

近年来，随着无人机技术的不断成熟，以及无人机灵活机动、拍摄图像分辨率高等优点，无人机在航拍中获得广泛应用。由于单幅航拍图像所对应的场景有限，需要通过图像拼接技术，将多张图像拼接在一起，得到一张高分辨率场景地图，进而用于灾后重建测量、自然环境监测、战时实时地图构建、局部区域高清场景地图绘制等。

具体而言，图像拼接是将两张或多张图像先进行匹配，得到彼此在空间位置上的对应关系，接着采用图像融合策略将这些图像拼接成一张无缝的图像。现有的图像拼接方法，如基于缝合线的图像融合、加权函数融合、多分辨率塔式分解融合、基于小波变换融合等方法，考虑更多的是将两张正射图像或者没有非线性畸变的图像拼接在一起。而无人机拍摄图像时，不免受到气流等因素影响，得到的图像通常为非正射图像，存在着非线性畸变。因此，在图像拼接前，需要利用无人机的俯仰角、翻滚角等信息对航拍图像先进行几何校正。在图像校正过程中，需要使用插值算法重建图像，这可导致校正图像的边沿出现噪点。如果不对校正图像边沿进行处理而直接进行拼接，拼接图上会出现大量噪点，进而影响图像质量。而如果只是简单地裁剪图像边沿，则会裁去大量有用信息。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于航拍校正图像拼接的图像边沿检测方法。在图像校正后，两次检测图像边沿，去掉噪声带，同时最大限度地减少裁剪的像素。

本发明的技术方案是：

如附图1所示，令矩形ABCD表示原始航拍图像I_in，该图像存在非线性畸变；矩形EFGH表示I_in的几何校正图像I_C，该图像边沿特别是斜边的边沿存在噪点；矩形IJKL表示包含I_C的最小图像I_CB，在I_CB中用0像素值填充I_C之外的无效像素；矩形MNOP表示在I_C中最大可截取的图像I_CS。若直接选择I_in进行拼接，会出现拼接错位；若选用I_CS进行拼接，则会损失大量的图像信息；若选择I_CB进行拼接，拼接图中会出现边沿噪点和无效像素。本发明选择I_CB进行拼接，拼接前在I_CB上进行两次边沿检测，确定边沿噪声带，拼接时先从I_CB中剪裁此噪声带，再进行图像拼接。具体步骤如下：

步骤1，输入包含几何校正图像I_C的最小图像I_CB，设定边沿检测窗W_m×m的大小为m×m，其中m为奇数，取值3～9，单位是像素；