CN104182951A

CN104182951A - 一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法

Info

Publication number: CN104182951A
Application number: CN201410402133.1A
Authority: CN
Inventors: 张建伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2014-12-03

Abstract

本发明公开了一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法，包括以下步骤：采集上下对齐并具有重叠区域宽度为w的左、右两幅图像；对左、右两幅图像进行高斯低通滤波得到低频图像；左、右两幅图像与对应的低频图像相减得到对应的左、右两幅高频图像；按照宽度w计算低频线性加权缝合函数，按照宽度w/2计算高频线性加权缝合函数；利用低频线性加权缝合函数和高频线性加权缝合函数分别得到低频段缝合图像和高频段缝合图像；将低频段缝合图像和高频段缝合图像按照加权系数加权后得到最终缝合图像。本发明利用图像的不同频段的属性，将图像分成高、低两个频段进行缝合，提高了图像拼接中图像缝合区域的清晰度，使缝合区域过度更加自然和协调。

Description

一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法

技术领域

一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法

背景技术

图像缝合技术在全景图像拼接有着十分重要的作用。所谓的图像缝合就是在图像拼接对齐之后，由于两张图像角度、曝光、光心等不同，导致拼接后的图像仍然后很明显界线痕迹，为了更好消除该界线，就用到了图像缝合技术。

一般情况下，按照实际应用的流程，图像缝合技术用在图像拼接之后，图像拼接已经可以保证两张图像的位置（含x方向和y方向）是对齐的，当然也可以通过两个摄像机的位置来保证图像对准。

虽然目前图像缝合算法很多，例如：线性加权算法、高斯加权算法。但是都没能解决在实际图像在存在配准误差的情况下，缝合区域出现的图像模糊问题。

首先，由于两张图像的拍摄角度不同、曝光时间的不同，更重要的还有图像的成像模型不同都会导致最终的配准存在细小的误差，而不是完全配准。

其次，上面的细小误差在普通的融合方法下，会造成缝合区域的一定程度的模糊。

因此，需要一种更好图像缝合方法，来实现更好的全景视觉效果。

专利申请号为“201210545558.9”的发明专利申请公开一种基于加权平均法的空域图像缝合方法和系统，其中，空域图像缝合方法包括：预先设定的加权值规则获得加权值计算公式，依据所述加权值计算公式计算缝合区域内各个像素的第一加权值和第二加权值；将缝合区域内任意像素在不同图像中的像素值与所述像素值在不同图像中对应的加权值相乘得到加权像素值，并对所述加权像素值进行相加得到缝合像素值，将所述缝合像素值作为缝合区域中该像素对应的像素值；依据所述缝合像素值，将第一图像和第二图像的相同部分的图像区域拼接为一个区域。该专利申请中，由于两张图像的采集具有不同光源、不同的曝光时间、不同的角度，因此重合区域不可能完全对齐，存在的细小误差会导致重合区域的模糊。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法，包括以下步骤：

（1）通过前端两个相同摄像机采集得到上下对齐并具有重叠区域宽度为w的左、右两幅图像；

（2）对左、右两幅图像进行高斯尺度值为σ的高斯低通滤波得到低频图像；

（3）左、右两幅图像与对应的低频图像相减得到对应的左、右两幅高频图像；

（4）按照宽度w计算低频线性加权缝合函数，按照宽度w/2计算高频线性加权缝合函数；

（5）利用低频线性加权缝合函数和高频线性加权缝合函数分别实现左、右两幅低频图像的缝合和左、右两幅高频图像的缝合，并分别得到低频段缝合图像和高频段缝合图像；

（6）将低频段缝合图像和高频段缝合图像按照加权系数加权后得到最终缝合图像。

作为优选，所述步骤（2）中，高斯低通滤波采用的高斯函数为：

上式中，e为自然常数，x为自变量, σ为高斯尺度值，其取值为2。

所述步骤（4）中，所述加权缝合函数为[0 1]的线性加权，宽度w线性加权缝合函数为：

其中：表示左侧图像，表示右侧图像，w为重叠区域宽度，a为重叠区域进行加权的当前点位置。

所述步骤（6）中，低频段缝合图像与高频段缝合图像的加权系数分别为0.4和0.6。

本发明的有益效果在于：

本发明是针对两个按照一定位置固定好的摄像机，所采集到的两张图像基本已经配准对齐的情况下提供的一种图像缝合的方法，利用图像的不同频段的属性，将待缝合的图像分成高、低两个频段进行缝合，提高了图像拼接中图像缝合区域的清晰度，特别是不同频段采用了不同宽度的线性加权函数使得缝合区域过度的更加自然和协调。

附图说明

图1是本发明所述基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法的流程图；

图2是本发明实施例中步骤（1）中采集的原始左右两张图像；

图3是本发明实施例中步骤（3）中左右两幅图像拼接缝合的示意图；

图4-1是本发明实施例中步骤（5）中采用w普通缝合的示意图；

图4-2是本发明实施例中步骤（5）中采用w低频缝合的示意图；

图4-3是本发明实施例中步骤（5）中采用w/2高频缝合的示意图；

图5-1是本发明实施例中步骤（6）中普通缝合的效果图；

图5-2是本发明实施例中步骤（6）中低频缝合的效果图；

图5-3是本发明实施例中步骤（6）中高频缝合的效果图；

图5-4是本发明实施例中步骤（6）中多频段缝合的效果图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

实施例：

如图1所示，本发明所述基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法包括以下步骤：

（1）通过前端两个相同摄像机采集得到上下对齐并具有重叠区域宽度为w的左、右两幅图像，如图2所示；

（2）对左、右两幅图像进行高斯尺度值为σ的高斯低通滤波得到低频图像，这里的高斯低通滤波采用的高斯函数为：

上式中，e为自然常数，x为自变量, σ为高斯尺度值，其取值为2；

（4）按照宽度w计算低频线性加权缝合函数，按照宽度w/2计算高频线性加权缝合函数，这里的加权缝合函数为[0 1]的线性加权，宽度w线性加权缝合函数，具体为：

其中：表示左侧图像，表示右侧图像，w为重叠区域宽度，a为重叠区域进行加权的当前点位置，左右两幅图像拼接缝合的示意图如图3所示；

（5）利用低频线性加权缝合函数和高频线性加权缝合函数分别实现左、右两幅低频图像的缝合和左、右两幅高频图像的缝合，并分别得到低频段缝合图像和高频段缝合图像，w低频缝合和w/2高频缝合的分别原理如图4-2和图4-3所示，图4-1还示出了普通缝合的原理，以用作对比；

（6）将低频段缝合图像和高频段缝合图像分别按照0.4和0.6的加权系数加权后得到最终缝合图像，如图5-4所示，为了进行效果对比，图5-1、图5-2和图5-3还分别示出了普通缝合、低频缝合和高频缝合的效果，相比较可知，本发明的多频段缝合图像效果优于其它方法缝合图像效果。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims

1.一种基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法，其特征在于：包括以下步骤：

通过前端两个相同摄像机采集得到上下对齐并具有重叠区域宽度为w的左、右两幅图像；

对左、右两幅图像进行高斯尺度值为σ的高斯低通滤波得到低频图像；

左、右两幅图像与对应的低频图像相减得到对应的左、右两幅高频图像；

按照宽度w计算低频线性加权缝合函数，按照宽度w/2计算高频线性加权缝合函数；

利用低频线性加权缝合函数和高频线性加权缝合函数分别实现左、右两幅低频图像的缝合和左、右两幅高频图像的缝合，并分别得到低频段缝合图像和高频段缝合图像；

将低频段缝合图像和高频段缝合图像按照加权系数加权后得到最终缝合图像。

2.根据权利要求1所述的基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法，其特征在于：所述步骤（2）中，高斯低通滤波采用的高斯函数为：

3.根据权利要求1所述的基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所述加权缝合函数为[0 1]的线性加权，宽度w线性加权缝合函数为：

4.根据权利要求1所述的基于双摄像头全景的多频段图像缝合方法，其特征在于：所述步骤（6）中，低频段缝合图像与高频段缝合图像的加权系数分别为0.4和0.6。