CN108648140B - 图像拼接方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种图像拼接方法、系统、设备及存储介质，包括如下步骤：步骤S1：采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；步骤S2：预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；步骤S3：当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像。本发明在采集待拼接的另一图像时，能够预览另一图像与先采集到的前一图像的重叠区域，仅在重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，当重叠区域不符合第一预设规则时，对另一图像不进行采集，保证了采集到另一图像与前一图像的匹配效果，提高了图像拼接的质量。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理，具体地，涉及一种图像拼接方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
新零售，即企业以互联网为依托，通过运用大数据、人工智能等先进技术手段，对商品的生产、流通与销售过程进行升级改造，进而重塑业态结构与生态圈，并对线上服务、线下体验以及现代物流进行深度融合的零售新模式。
在新零售系统的搭建过程中，需要对货架的图像进行采集，以对货架进行重建并识别货架上的商品信息。而在超市、商场以及一些便利店中，多个货架依次排列形成较长的序列，因此无法通过相机实现对整排货架进行采集。当采集到的货架图像超过一定长度时，图像上的商品会显示模糊，不容易进行识别。因此在通过货架的图像对货架进行重建时，需要对货架进行分段采集，将多张货架的图像拼接形成货架的整张图像。
传统的图像拼接技术是将几张图像进行简单的加权融合或淡入淡出处理。但是当目标区域位于重叠区域时，会使目标变形。当目标区域位于拼接接缝时，表现出同一目标亮度不一，或边界模糊。此外，当配准算法得到的转换矩阵并不是最优解时，导致重叠部分目标会出现“鬼影”。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种图像拼接方法、系统、设备及存储介质。
根据本发明提供的图像拼接方法，包括如下步骤：
步骤S1：采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；
步骤S2：预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；
步骤S3：当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像。
优选地，还包括如下步骤：
步骤S4：重复执行步骤S2至步骤S3，将采集到的多张图像进行拼接以扩展所述拼接图像。
优选地，所述重叠区域符合第一预设规则，具体包括如下任一种或任多种规则：
-所述重叠区域的面积大于预设面积阈值；
-所述重叠区域的最小内角大于预设角度阈值；
-所述重叠区域的形状为四边形。
优选地，所述步骤S3包括如下步骤：
步骤S301：当所述重叠区域符合预设规则时，采集另一图像，将所述一图像和所述另一图像生成预拼接图像；
步骤S302：对所述预拼接图像进行置信度检测，以判断所述重叠区域和所述另一图像是否符合第二预设规则；
步骤S303：当所述重叠区域和所述另一图像符合第二预设规则时，根据所述预拼接图像生成拼接图像后并预览所述拼接图像，
当所述重叠区域和所述另一图像不符合第二预设规则时，放弃所述预拼接图像并返回步骤S2。
优选地，所述第二预设规则包括如下规则：
-所述重叠区域的面积大于预设面积阈值；
-所述另一图像的最小内角大于预设角度阈值；
-所述重叠区域相对的两对边中，长边与短边的比值小于设定阈值。
优选地，所述步骤S4包括如下步骤：
步骤S401：重复执行步骤S2至步骤S3，将采集到的多张图像按采集的时间依次排列；
步骤S402：计算每一图像的拍摄角度与预设的初始角度之间的偏转角度，以确定偏转角度最小的图像；
步骤S403：将偏转角度最小的图像作为基准图像，将剩余图像拼接在所述基准图像的一侧或两侧。
优选地，所述拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像时，包括如下步骤：
步骤M1：提取所述一图像上的多个第一类特征点和所述另一图像上的多个第二类特征点；
步骤M2：选择出多个既属于所述第一类特征点又属于所述第二类特征点的特征点作为公共匹配特征点；
步骤M3：根据所述公共匹配特征点求解单应性矩阵；
步骤M4：通过所述单应性矩阵对所述一图像和所述另一图像进行图像拼接。
本发明提供的图像拼接系统，用于实现所述的图像拼接方法，包括：
成像区域生成模块，用于采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；
重叠区域展示模块，用于预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；
图像拼接模块，用于当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像。
本发明提供的图像拼接设备，包括：
处理器；
存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行所述图像拼接方法的步骤。
本发明提供的计算机可读存储介质，用于存储程序，所述程序被执行时实现所述图像拼接方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明在采集待拼接的另一图像时，能够预览另一图像与先采集到的前一图像的重叠区域，仅在重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，当重叠区域不符合第一预设规则时，对另一图像不进行采集，保证了采集到另一图像与前一图像的匹配效果，提高了图像拼接的质量；
2、本发明在采集另一图像后生成预拼接图像，对预拼接图像进行置信度检测，当重叠区域和所述另一图像符合第二预设规则时才进行拼接，不符合第二预设规则时重新进行第二图像的采集，保证了拼接图像的质量；
3、本发明在采集到多张图像后，计算每一图像的拍摄角度与预设的初始角度之间的偏转角度，以确定偏转角度的最小的图像并将偏转角度的最小的图像作为基准图像，将剩余图像拼接在所述基准图像的一侧或两侧，再次提高了拼接图像的质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明中图像拼接方法的步骤流程图；
图2为本发明变形例中图像拼接方法的步骤流程图；
图3为本发明中图像拼接时置信度检测的步骤流程图；
图4为本发明中基于基准图像的图像拼接的步骤流程图；
图5为本发明中图像拼接具体过程的步骤流程图；
图6为本发明中图像拼接方法的过程示意图；
图7为本发明中图像拼接系统的模块示意图；
图8为本发明中图像拼接设备的结构示意图；以及
图9为本发明中计算机可读存储介质的结构示意图。
图中：
1为重叠区域；
2为待采集的另一图像；
3为预览区域；
4为回退按钮；
5为拍照按钮；
6为保存按钮。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，图1为本发明中图像拼接方法的步骤流程图，如图1所示，本发明提供的图像拼接方法，包括如下步骤：
步骤S1：采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；
步骤S2：预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；
步骤S3：当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像。
本发明在采集待拼接的另一图像时，能够预览另一图像与先采集到的前一图像的重叠区域，仅在重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，当重叠区域不符合第一预设规则时，对另一图像不进行采集，保证了采集到另一图像与前一图像的匹配效果，提高了图像拼接的质量。
在本实施例中，所述重叠区域符合第一预设规则，具体包括如下任一种或任多种规则：
-所述重叠区域的面积大于预设面积阈值；
-所述重叠区域的最小内角大于预设角度阈值；
-所述重叠区域的形状为四边形。
在本实施例中，所述预设角度阈值可以为30°，所述预设面积阈值可以为相拼接的两张图像中面积较小的图像与重叠区域面积比值小于三分之一。
当然，并不以此为限，在变形例中，也可以在根据需要，设定其他相应的规则，以提高图像拼接的质量。
图2为本发明变形例中图像拼接方法的步骤流程图，在变形例中，本发明提供的图像拼接方法，还包括如下步骤：
步骤S4：重复执行步骤S2至步骤S3，将采集到的多张图像进行拼接以扩展所述拼接图像。
在变形例中，本发明能够将多张图像按时间顺序依次进行拼接，形成一整体的拼接图像，也就是说本发明可以在上述实施例的基础上，不断采集照片，不断拼接到已形成的拼接图片上，实现拼接图片的不断延伸扩大。
图3为本发明中图像拼接时置信度检测的步骤流程图，如图3所示，所述步骤S3包括如下步骤：
步骤S301：当所述重叠区域符合预设规则时，采集另一图像，将所述一图像和所述另一图像生成预拼接图像；
步骤S302：对所述预拼接图像进行置信度检测，以判断所述重叠区域和所述另一图像是否符合第二预设规则；
步骤S303：当所述重叠区域和所述另一图像符合第二预设规则时，根据所述预拼接图像生成拼接图像后并预览所述拼接图像，
当所述重叠区域和所述另一图像不符合第二预设规则时，放弃所述预拼接图像并返回步骤S2。
在本实施例中，所述第二预设规则包括如下规则：
-所述重叠区域的面积大于预设面积阈值；
-所述另一图像的最小内角大于预设角度阈值；
-所述重叠区域相对的两对边中，长边与短边的比值小于设定阈值。
在本实施例中，将重叠区域的面积小于预设面积阈值的拼接图像排除，从而将重叠区域在一张图像之中，或者重叠区域太小的拼接图像排除掉；所述另一图像的最小内角大于预设角度阈值，将另一图像与前一图像的面积相比过大，如大于2的排除；所述重叠区域相对的两对边中，长边与短边的比值小于设定阈值，将重叠区域呈三角形和上低与下低相比较小的拼接图像去除，从而便于使得拼接时保持图像上商品的完整。
在本实施例中，所述预设角度阈值可以为30°，所述预设面积阈值可以为相拼接的两张图像中面积较小的图像与重叠区域面积比值小于三分之一。
图4为本发明中基于基准图像的图像拼接的步骤流程图，如图4所示，所述步骤S4包括如下步骤：
步骤S401：重复执行步骤S2至步骤S3，将采集到的多张图像按采集的时间依次排列；
步骤S402：计算每一图像的拍摄角度与预设的初始角度之间的偏转角度，以确定偏转角度最小的图像；
步骤S403：将偏转角度最小的图像作为基准图像，将剩余图像拼接在所述基准图像的一侧或两侧。
本发明在采集到多张图像后，计算每一图像的拍摄角度与预设的初始角度之间的偏转角度，以确定偏转角度的最小的图像并将偏转角度的最小的图像作为基准图像，将剩余图像拼接在所述基准图像的一侧或两侧，再次提高了拼接图像的质量。即每采集一张图像，在图片中选择最正的图像为基准进行拼接，避免了当一张照片拍斜时导致拼接的整体效果的降低。
图5为本发明中图像拼接具体过程的步骤流程图，所述拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像时，包括如下步骤：
步骤M1：提取所述一图像上的多个第一类特征点和所述另一图像上的多个第二类特征点；
步骤M2：选择出多个既属于所述第一类特征点又属于所述第二类特征点的特征点作为公共匹配特征点；
步骤M3：根据所述公共匹配特征点求解单应性矩阵；
步骤M4：通过所述单应性矩阵对所述一图像和所述另一图像进行图像拼接。
在本实施例中，第一类特征点和第二类特征点的提取采用SIFT(Scale-InvariantFeatures,尺寸不变特征)特征点检测方法，也可采用SIFT的改进算法。对于单应性矩阵的求解是本领域众所周知的技术，比如可以根据匹配特征点的齐次坐标来求解单应性矩阵，用H来标记该单应性矩阵，此处不作详细述说。
图6为本发明中图像拼接方法的过程示意图，如图6所示，当使用本发明提供的图像拼接方法时，首先通过智能手机采集第一张图像，然后根据第一张图像生成成像区域，然后预览待采集的第二张图像2，即另一图像，第二张图像2与成像区域形成重叠区域1，当向左移动第二张图像2时，重叠区域1的面积相应缩小，当重叠区域1的面积相应缩小至小于设定阈值，如手机屏幕面积的五分之一，此时拍照按钮5处于不能够触发的状态。重叠区域1符合第一预设规则时，拍照按钮5处于能够触发的状态，此时可以采集第二张图像2，并在预览区域3展示拼接形成的拼接图像。当使用者对拼接图像不满意时，可以通过回退按钮4重新进行拍摄。拼接完成以后通过保存按钮6退出。
图7是本发明中图像拼接系统的模块示意图。如图7所示，本发明的实施例中还提供一种图像拼接系统，用于实现上述的图像拼接方法，所述图像拼接系统100包括：
成像区域生成模块101，用于采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；
重叠区域展示模块102，用于预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；
图像拼接模块103，用于当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像。
本发明实施例中还提供一种图像拼接设备，包括处理器。存储器，其中存储有处理器的可执行指令。其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行的图像拼接方法的步骤。
如上，该实施例中通过采集待拼接的另一图像时，能够预览另一图像与先采集到的前一图像的重叠区域，仅在重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，当重叠区域不符合第一预设规则时，对另一图像不进行采集，保证了采集到另一图像与前一图像的匹配效果，提高了图像拼接的质量。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“平台”。
图8是本发明的图像拼接设备的结构示意图。下面参照图8来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备600。图8显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图8所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元610、至少一个存储单元620、连接不同平台组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640等。
其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元610执行，使得处理单元610执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元610可以执行如图1中所示的步骤。
存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)6203。
存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备600也可以与一个或多个外部设备700(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器660可以通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图8中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储平台等。
本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，用于存储程序，程序被执行时实现的图像拼接方法的步骤。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在终端设备上运行时，程序代码用于使终端设备执行本说明书上述电子处方流转处理方法部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
如上所示，该实施例的计算机可读存储介质的程序在执行时，本发明能够通过采集待拼接的另一图像时，能够预览另一图像与先采集到的前一图像的重叠区域，仅在重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，当重叠区域不符合第一预设规则时，对另一图像不进行采集，保证了采集到另一图像与前一图像的匹配效果，提高了图像拼接的质量。
图9是本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。参考图9所示，描述了根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本发明在采集待拼接的另一图像时，能够预览另一图像与先采集到的前一图像的重叠区域，仅在重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，当重叠区域不符合第一预设规则时，对另一图像不进行采集，保证了采集到另一图像与前一图像的匹配效果，提高了图像拼接的质量；本发明在采集另一图像后生成预拼接图像，对预拼接图像进行置信度检测，当重叠区域和所述另一图像符合第二预设规则时才进行拼接，不符合第二预设规则时重新进行第二图像的采集，保证了拼接图像的质量；本发明在采集到多张图像后，计算每一图像的拍摄角度与预设的初始角度之间的偏转角度，以确定偏转角度的最小的图像并将偏转角度的最小的图像作为基准图像，将剩余图像拼接在所述基准图像的一侧或两侧，再次提高了拼接图像的质量。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种图像拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；
步骤S2：预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；
步骤S3：当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像；
所述步骤S3包括如下步骤：
步骤S301：当所述重叠区域符合预设规则时，采集另一图像，将所述一图像和所述另一图像生成预拼接图像；
步骤S302：对所述预拼接图像进行置信度检测，以判断所述重叠区域和所述另一图像是否符合第二预设规则；
步骤S303：当所述重叠区域和所述另一图像符合第二预设规则时，根据所述预拼接图像生成拼接图像后并预览所述拼接图像，
当所述重叠区域和所述另一图像不符合第二预设规则时，放弃所述预拼接图像并返回步骤S2；
所述第二预设规则包括如下规则：
-所述重叠区域的面积大于预设面积阈值；
-所述另一图像的最小内角大于预设角度阈值；
-所述重叠区域相对的两对边中，长边与短边的比值小于设定阈值。
2.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤S4：重复执行步骤S2至步骤S3，将采集到的多张图像进行拼接以扩展所述拼接图像。
3.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述重叠区域符合第一预设规则，具体包括如下任一种或任多种规则：
-所述重叠区域的面积大于预设面积阈值；
-所述重叠区域的最小内角大于预设角度阈值；
-所述重叠区域的形状为四边形。
4.根据权利要求2所述的图像拼接方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：
步骤S401：重复执行步骤S2至步骤S3，将采集到的多张图像按采集的时间依次排列；
步骤S402：计算每一图像的拍摄角度与预设的初始角度之间的偏转角度，以确定偏转角度最小的图像；
步骤S403：将偏转角度最小的图像作为基准图像，将剩余图像拼接在所述基准图像的一侧或两侧。
5.根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像时，包括如下步骤：
步骤M1：提取所述一图像上的多个第一类特征点和所述另一图像上的多个第二类 特征点；
步骤M2：选择出多个既属于所述第一类特征点又属于所述第二类特征点的特征点作为公共匹配特征点；
步骤M3：根据所述公共匹配特征点求解单应性矩阵；
步骤M4：通过所述单应性矩阵对所述一图像和所述另一图像进行图像拼接。
6.一种图像拼接系统，用于实现权利要求1至5中任一项所述的图像拼接方法，其特征在于，包括：
成像区域生成模块，用于采用一图像，根据所述图像的生成与所述图像相对应的成像区域；
重叠区域展示模块，用于预览待采集的另一图像，根据成像区域与所述待采集的另一图像生成重叠区域并展示所述重叠区域；
图像拼接模块，用于当所述重叠区域符合第一预设规则时，采集另一图像，进而拼接所述图像和所述另一图像生成拼接图像。
7.一种图像拼接设备，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，其中存储有所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1至5中任意一项所述图像拼接方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，用于存储程序，其特征在于，所述程序被执行时实现权利要求1至5中任意一项所述图像拼接方法的步骤。
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