CN109523468A - 图像拼接方法、装置、设备及无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像拼接方法、装置、设备及无人机，该方法应用于连接有扩展存储器的处理芯片，包括：获取至少两张原图；从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；将所述全景图像块合成全景图像。通过上述方式，本发明有利于在处理芯片进行全景图像拼接时，提升全景图像拼接效率。
Description
技术领域
本发明实施例涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像拼接方法、装置、设备及无人机。
背景技术
图像全景拼接是指将同一场景下，不同方位多个相机获得的多幅原图进行拼接，以获得一幅包含各方向图像信息的、宽视角场景的、完整的全景图像。
在现有技术中，全景图像拼接的拼接过程主要通过处理芯片实现，处理芯片与多个相机连接，多个相机向处理芯片发送原图，处理芯片将多个原图拼接成全景图像并且输出全景图像。
在实现本发明过程中，本发明的发明人发现现有技术中存在如下问题：在通过处理芯片实现全景图像拼接时，由于处理计算量较大，影响了处理芯片的处理效率。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种图像拼接方法、装置、设备及无人机，有利于在处理芯片进行全景图像拼接时，缓解处理芯片的片内存储器的存储资源紧张的情况。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：
第一方面，提供一种图像拼接方法，应用于图像拼接设备，其特征在于，包括：获取至少两张原图；
从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；
将所述全景图像块合成全景图像。
可选的，所述从所述至少两张原图中提取原图块，包括：
根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块；其中，所述拼接映射表包括至少2条拼接指令，每条拼接指令包括待合成的全景图像块在全景图像中的位置，以及所述位置对应的原图的地址参数。
可选的，所述根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块，包括：
获取所述拼接映射表中的拼接指令；
根据获取的拼接指令中的待合成的全景图像块在全景图像中的位置对应的原图的地址参数，查找到所述地址参数对应的原图块，并提取出所述原图块。
可选的，所述获取的拼接指令还包括与所述地址参数对应的拼接参数，所述将提取到的所述原图块合成全景图像块，包括：
根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块。
可选的，若所述原图块的数量为至少两个，所述根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块，包括：
根据至少两个所述原图块各自对应的拼接参数，确定所述至少两个原图块中的像素点与待合成的全景图像块的像素点的位置映射关系；
根据所述位置映射关系以及所述至少两个原图块中的像素点的像素值，确定所述全景图像块中的像素点的像素值。
可选的，所述获取所述拼接映射表中的拼接指令，包括：
从所述拼接映射表中依次获取一个拼接指令。
可选的，所述拼接映射表包括至少一个指令组，一所述拼接指令归入一指令组，并且一个所述指令组包括至少一条拼接指令；
所述获取所述拼接映射表中的拼接指令，包括：
一次同步读取得到同一所述指令组内的所有拼接指令，对于读取得到的一指令组中的所有拼接指令同步执行。
可选的，一所述指令组存储于与所述图像拼接设备连接的扩展存储器的一个地址空间中。
可选的，存储所述多个指令组的地址空间连续分布。
可选的，所述拼接映射表预存储在与所述图像拼接设备连接的扩展存储器中。
可选的，在将所述全景图像块合成全景图像的步骤之前，所述方法还包括：
将合成得到的所述全景图像块缓存于与所述图像拼接设备连接的扩展存储器；
所述将所述全景图像块合成全景图像的步骤包括：
当满足预设输出条件时，从所述扩展存储器提取全景图像块进行合成，得到所述全景图像。
可选的，所述获取至少2张原图，包括：
从至少两个图像源中获取同一时间的至少两个原图；或者，
从一个图像源获取至少两个视角的原图。
可选的，所述方法还包括：
将所述至少两个原图缓存至缓存区中，每个缓存区用于缓存所述至少两个原图中的一个原图；
从所述至少两张原图中提取原图块，包括：
从所述缓存区中轮流提取原图块；或者，
从所述缓存区中并行提取原图块。
第二方面，提供一种图像拼接装置，包括：获取模块，用于获取至少两张原图；
拼接模块，用于从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；将所述全景图像块合成全景图像。
可选的，所述拼接模块，还用于根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块；其中，所述拼接映射表包括至少2条拼接指令，每条拼接指令包括待合成的全景图像块在全景图像中的位置，以及所述位置对应的原图的地址参数。
可选的，所述拼接模块，还用于获取所述拼接映射表中的拼接指令；根据获取的拼接指令中的待合成的全景图像块在全景图像中的位置对应的原图的地址参数，查找到所述地址参数对应的原图块，并提取出所述原图块。
可选的，所述获取的拼接指令还包括与所述地址参数对应的拼接参数，
所述拼接模块，还用于根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块。
可选的，若所述原图块的数量为至少两个，
所述拼接模块，还用于根据至少两个所述原图块各自对应的拼接参数，确定所述至少两个原图块中的像素点与待合成的全景图像块的像素点的位置映射关系；根据所述位置映射关系以及所述至少两个原图块中的像素点的像素值，确定所述全景图像块中的像素点的像素值。
可选的，所述拼接模块，还用于从所述拼接映射表中依次获取一个拼接指令。
可选的，所述拼接映射表包括至少一个指令组，一所述拼接指令归入一指令组，并且一个所述指令组包括至少一条拼接指令；
所述拼接模块，还用于一次同步读取得到同一所述指令组中所有拼接指令，对于读取得到的一所述指令组中所有拼接指令是同步执行的。
可选的，一所述指令组存储于与所述图像拼接装置连接的扩展存储器的一个地址空间中。
可选的，存储所述多个指令组的地址空间连续分布。
可选的，所述拼接映射表预存储在与所述图像拼接装置连接的扩展存储器中。
可选的，所述图像拼接装置还包括：缓存模块；
所述缓存模块，用于将合成得到的全景图像块缓存于与所述图像拼接装置连接的扩展存储器；
所述拼接模块，还用于当满足预设输出条件时，从所述扩展存储器提取全景图像块进行合成，得到所述全景图像。
可选的，所述拼接模块，还用于从至少两个图像源中获取同一时间的至少两个原图；或者，
从一个图像源获取至少两个视角的原图。
可选的，所述图像拼接装置还包括：缓存模块；
所述缓存模块用于将所述至少两个原图缓存至缓存区中，每个缓存区用于缓存所述至少两个原图中的一个原图；
所述拼接模块，还用于从所述缓存区中轮流提取原图块；或者，从所述缓存区中并行提取原图块。
第三方面，提供图像拼接设备，包括处理芯片和扩展存储器，所述处理处理芯片与扩展存储器连接；所述处理器设置有片内存储器，所述片内存储器存储有可被处理芯片执行的指令，所述指令被所述处理芯片执行，以使所述处理芯片执行上述方法。
第四方面，提供无人机，包括上述的图像拼接设备。
本发明实施例的有益效果是：从获取的至少两张原图中提取原图块，并将提取到的原图块合成全景图像块，再将全景图像块合成全景图像。即图像拼接过程中，一次可以对全景图像块中的全部像素点进行处理，相较于一次仅能处理一个像素点，可以提升图像拼接的处理效率，进而提升输出全景图像的实时性。
附图说明
一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例应用环境的示意图；
图2是本发明图像拼接方法第一实施例的流程图；
图3是本发明图像拼接方法第一实施例中从扩展存储器提取原图合成全景图像的流程图；
图4是本发明图像拼接方法第二实施例的流程图；
图5是本发明图像拼接方法第二实施例中缓存操作和读取拼接操作互为乒乓操作的流程图；
图6是本发明图像拼接装置第一实施例的示意图；
图7是本发明图像拼接装置第二实施例的示意图；
图8是本发明图像拼接设备实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。此外，本文所采用的“第一”“第二”“第三”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。
请参阅图1，图1是本发明实施例应用环境的示意图，该应用环境100包括FPGA芯片101(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、图像源102、同步协调装置103和扩展存储器104。
FPGA芯片101设置有片内存储器1011、USB接口(未标示)、多媒体输入接口(未标示)、多媒体输出接口(未标示)、JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组)接口(未标示)和UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)接口(未标示)，USB接口用于与上位机连接，上位机通常指可以直接发出操控命令的计算机，在本发明实施例中，上位机可以是：工控机、单片机、PC(Personal Computer,个人计算机)等等、例如，当该FPGA芯片101应用于飞行器上时，上位机可以是指飞行器中的核心控制器，或者飞行器中的飞行控制器等，在此不予限定。上位机与FPGA芯片101之间可以通过USB接口进行通讯，当然，上位机与FPGA芯片101之间也可以通过其它接口进行通讯，例如：FPGA芯片101设置有串口，上位机通过串口与FPGA芯片101进行通讯。拼接映射表预先在上位机配置好，并且通过USB接口下发至FPGA芯片101，FPGA芯片101将拼接映射表存储到扩展存储器，该扩展存储器是指设置在FPGA芯片外的存储器。
对于FPGA芯片所需要使用的FPGA控制程序，可以通过JTAG接口烧录在FPGA芯片101的片内存储器1011中，在本实施例中，FPGA控制程序主要指用于进行全景图像拼接方法的程序。多媒体输入接口用于与图像源102连接，用于接收图像源102所传输的原图，FPGA芯片101对从多媒体输入接口接收到的原图进行拼接处理，并且通过多媒体输出接口输出拼接后的全景图像。当然，该多媒体输出接口用于与外部设备连接，FPGA芯片101用于将拼接好的全景图像通过多媒体输出接口输出至外部设备，例如：当外部设备是显示器，直接在显示器上显示全景图像。为了减少图像在传输过程中的损耗，保证图像的清晰度，多媒体输出接口和多媒体输入接口均可以采用HDMI(高清晰度多媒体接口(High DefinitionMultimedia Interface，HDMI)接口。
值得说明的是：多媒体输入接口和图像源102的数量均至少为两个，并且一图像源102对应一多媒体输入接口，当为两个图像源时，该两个图像源分别为第一图像源和第二图像源，在本实施例中，图像源102主要用于进行原图采集并且传输原图，例如：图像源102为摄像头，图像源102实时采集原图，并且实时传输原图，FPGA芯片101实时进行全景图像合成。或者，该图像源可以为一个，其受控于承载该图像源的设备，可以调节拍摄角度，从而可以采集到不同视角的原图，例如，该图像源搭载在飞行器中，飞行器控制该图像源的旋转角度，进而实现图像源采集不同视角的原图。
当图像源102实时传输原图时，为了协调各图像源102之间的同步，同步协调装置103通过UART接口与FPGA芯片101连接，同步协调装置103协调图像源102之间同步传输原图至FPGA芯片101，比如：在图像源102已经启动之后，同步协调装置103同步打开多媒体输入接口，以使图像源102的实时图像同步传输至FPGA芯片101中，保证同时到达FPGA芯片101的图像均为同一时刻所采集的图像。当然，为了更好地保证在拼接一全景图像时均是采用同一时刻所采集的原图，图像源102在采集到原图时，也可以记录原图的采集时间，并且建立采集时间与原图之间的关联，在合成全景图像时，将采集时间相同的原图进行合成。由于图像源102实时采集，实时传输原图，因此到FPGA芯片101的原图是连续不断的，FPGA芯片101也可以通过扩展存储器104先缓存传输过来的原图，然后再从扩展存储器104上提取原图进行全景图像拼接。
上述以图像处理装置为一种FPGA芯片为例说明了该方法应用场景，当然，该图像处理装置也可以由其他方式实现，如专用集成电路等，在此不予限定。本发明提供应用于上述应用环境的图像拼接方法实施例。图像拼接方法的执行主体是FPGA芯片，FPGA芯片连接有扩展存储器，请参阅图2，方法包括：步骤201：获取至少两张原图；
原图是用于进行全景图像的基础图像。
其中，可以从与FPGA芯片连接的一个或多个图像源中获取至少两张原图。
一种实现方式中，可以从一个图像源中获取至少两张原图，这至少两张原图中各原图的拍摄视角不同，即图像源在不同的拍摄视角拍摄得到至少两张原图，对该原图进行拼接，可以得到范围视角更广的全景图像。
另一种实现方式中，可以从至少两个图像源获取至少两张原图。其中，从每个图像源获取一张原图。根据上述实施例中的实现方式，可以保证从至少两个图像源中获取同一时刻的原图。
步骤202，从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块。
步骤203，将所述全景图像块合成全景图像。具体地，可以根据存储于扩展存储器上的拼接映射表，将两张原图拼接成全景图像；
其中，拼接映射表用于体现原图与全景图像的映射关系。例如，拼接映射表记载有将原图拼接成全景图像的拼接规则，并且拼接映射表可以是预先设置好，存储于扩展存储器，拼接映射表主要包括一为如何根据全景图像的像素点的位置计算对应原图像素点的位置，即查找表的设计(即：完成一全景图像块所需要的原图块的地址)，二为如何将获得的原图像素点计算得到全景图像的像素点(即为拼接参数)。当前实现方式中，在获取到原图后，FPGA芯片对全景图像的每一个像素点进行合成，进而合成为全景图像。对于全景图像中某一个像素点的合成方法：根据该点位置，查找拼接映射表，得到该点在原图像中像素的对应位置，通过双线性插值，得到来自于原图的像素值。最后，将来自于一个或多个原图的像素值进行加权融合，得到全景图像中该点的像素值，对于目标图像中的每一个点，都如此处理，以得到一整张目标图像。该种实现方式导致FPGA芯片对图像合成处理的效率较低，影响了对全景图像输出的实时性。
而本申请实施例中，对于全景图像中某一个像素点的合成方法：根据该点所在的待合成的全景图像块在全景图像中的位置，查找拼接映射表，可以得到用于合成该全景图像块的原图像中的原图块的位置，其中，该位置可以是原图像的存储位置以及原图块在该原图像中的位置，或者，该位置可以是原图块的存储位置，从而获得原图的原图块，并可以根据原图块中的像素点的像素值，以及原图块中像素点与待合成的全景图像块的像素点的映射关系，确定待合成的全景图像块中各像素点的像素值，进而实现根据原图块合成全景图像块。
相较于每次需要确定全景图像中的一个像素点在原图的映射关系，并每次仅能够对一个像素点进行合成处理的当前实现方式，本申请实施例可以一次获取原图块，并可以实现一次对原图块中的多个像素点进行合成处理，提升了FPGA芯片对图像合成处理的效率。
进一步地，将拼接映射表存储于扩展存储器，而不是FPGA芯片的片内存储器内，可以减少对FPGA芯片的片内存储资源的占用，有利于缓解FPGA芯片的片内存储资源紧张的情况。另外，每次向FPGA芯片的片内存储器写入数据时，FPGA芯片均需要重新执行编译操作以生成可执行文件，而将拼接映射表存储于扩展存储器，当改变适用场景时，只需要调整拼接映射表时，直接将调整后的拼接映射表写入扩展存储器覆盖先前的拼接映射表即可，无需要FPGA芯片执行编译操作。需要说明的是：本实施例和以下实施例所描述的图像拼接方法不仅限于FPGA芯片，对于其它连接有扩展存储器的处理芯片也可以适用。
由于原图的像素通常比较高，一次加载整个原图的时间会比较长，为了优化加载原图的速度，在拼接全景图像时可以进行分块拼接，得到全景图像块之后，再将全景图像块合成全景图像，则拼接映射表包括若干条拼接指令，一条拼接指令用于指示完成一个全景图像块的拼接，若干条拼接指令组成将原图拼接成全景图像的拼接规则，其中，若干条拼接指令可以以列表的形式排列，具体的，请参阅图3，步骤202包括：
步骤2021：从扩展存储器读取拼接指令；
每一拼接指令记载有完成一全景图像块所需要的原图块的地址(即：全景图像块在全景图像中的位置对应的原图的地址参数)、指示原图块如何进行拼接的拼接参数以及该一全景图像块在全景图像中的位置。值得注意的是：一全景图像块所需要的原图块并不一定在所有原图之中，有的全景图像块所需要的原图块可以只在一个原图，或者两个原图之中等等，其跟全景图像块所在的位置有关。
步骤2022：根据拼接指令，从至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的原图块合成全景图像块；
具体地，可以根据拼接指令中的全景图像块所需要的原图块的地址，从至少两张原图中提取原图块。
并可以根据拼接参数，确定原图块中的像素点与全景图像块中的像素点的位置映射关系，并可以根据该位置映射关系以及像素点的像素值，确定全景图像块中的各像素点的像素值，例如，可以对原图块的像素点的像素值进行加权融合，并将加权融合后的像素值赋予上述原图块的像素点映射至全景图像块中的像素点，进而实现了将原图块合成全景图像块。
其中，拼接参数可以是原图块的拼接参数，也可以是每个像素点的拼接参数。拼接参数可以是指图像源的外参、内参、畸形参数等中的至少一个。
步骤2023：将全景图像块合成全景图像。
在合成全景图像时，可以预先构建全景图像框架，在完成一全景图像块时直接将该全景图像块填充至全景图像框架对应的位置，当全景图像框架填充满全景图像块时则形成全景图像，也可以在一全景图像所需要的全景图像块均已完成之后再合成。当在一全景图像所需要的全景图像块均已完成之后再合成该全景图像时，需要预先缓存已经合成的全景图像块，具体的，在步骤2023之前，方法还包括：将合成得到的全景图像块缓存于扩展存储器；而步骤2023具体为：当满足预设输出条件时，从扩展存储器提取一全景图像对应的所有全景图像块进行合成，得到全景图像。
把全景图像块缓存于扩展存储器而不是片内存储器，也是为了减少对片内存储器的存储资源的占用。
预设输出条件可以是确定一全景图像所需要全景图像块均已拼接完成，或者，缓存的全景图像块的数量大于预设阈值，或者，缓存的全景图像块所占用的空间大于预设存储空间。当然，确定一全景图像所需要全景图像块均已拼接完成的方式也可以有多种，例如：当拼接映射表中所有拼接指令完成一次执行的，或者，全景图像框架被填满，等等。
为了整体提高合成全景图像的合成效率，在拼接全景图像块这一环节可以采取并行处理的方式，以缩短拼接出一全景图像所需要的所有全景图像块的总拼接时长。具体的，拼接映射表包括至少一个指令组，一拼接指令归入一指令组，，一个指令组包括多条拼接指令，并且一指令组存储于扩展存储器的一地址空间中，在读取拼接指令时，对于同一指令组的所有拼接指令是一次同步读取到的，即读取拼接指令包括：一次同步读取得到同一所述指令组内的所有拼接指令，在合成全景图像块时，对于读取到的一指令组中的所有拼接指令同步执行，实现拼接指令读取的并行执行，拼接指令执行的并行处理。由于，在扩展存储器中寻址是逐个地址空间寻找的，将同一指令组的所有拼接指令存储于同一个地址空间中，使得在读取拼接指令时，对于一地址空间中的指令组的所有拼接指令可以是一次寻址得到的，减少同一指令组中的拼接指令位于不同地址空间时所带多次寻址开销，节省寻址开销。当然，拼接映射表中存储所有指令组的地址空间也可以连续分布的，在找到第一个指令组的地址空间之后，需要读取下一指令组时，直接到下一地址空间读取即可，无需要在整个扩展存储器上寻址，寻址开销进一步优化。
在本发明实施例中，将拼接映射表存储于扩展存储器，当接收到原图时，根据存储于扩展存储器上的拼接映射表，将原图拼接成全景图像，既实现全景图像拼接，又避免了拼接映射表占用处理芯片的片内存储器的存储资源，有利于缓解片内存储器的存储资源紧张的情况。
下面本申请实施例以获得两个原图进行说明。本实施例中的第一原图和第二原图均可以是实时图像，并且一原图对应一图像源，例如：第一原图来自于第一图像源，第二原图来自第二图像源，当然，图像源的数量不限于两个，当图像源的数量增多时，相应的，原图的数量也会增多，例如：当有第三图像源时，则第三图像源传输第三原图，当有第四图像源时，则第四图像源传输第四原图。当图像源是实时传输原图时，原图通常会实时连续不断传输至FPGA芯片，FPGA芯片处理压力会比较大，因此，在根据原图进行拼接之前，可以先对原图进行缓存处理,以减轻FPGA芯片的处理压力，当然，缓存原图也是在扩展存储器上进行，避免占用片内存储器的存储资源，具体的，请参阅图4，图4是本发明图像拼接方法第二实施例的流程图，该实施例以原图数量为两个为例说明，所述方法包括：
步骤301：接收第一图像源实时传输的第一原图和第二图像源实时传输的第二原图：
步骤302：将第一原图和第二原图缓存于扩展存储器；
步骤303：从扩展存储器读取拼接映射表，并根据拼接映射表从扩展存储器提取同一时间采集到的一第一原图和一第二原图，以及根据拼接映射表，将提取同一时间采集到的一第一原图和一第二原图拼接成全景图像；
同一时间采集到的一第一原图和一第二原图是指第一原图和第二原图是同一时间采集到的，为了确保合成全景图像的原图同一时间采集到的，也可以在建立原图与其采集时间之间关联，获取同一采集时间的原图进行合成，或者，在图像源启动之后，同步启动接收图像源的图像，则同时到达的图像可以认为为同一时间采集到。
需要说明的是：在其它替代实施例中，第一原图和第二原图也可以不是实时图像，例如：图像源在采集到第一原图和第二原图时，先缓存第一原图和第二原图一段时间后再发送，又或者，第一原图和第二原图是由外部设备传送给图像源的。
为了更好地管理扩展存储器上的数据，也可以在扩展存储器上针对不同数据划分不同区域，例如：在扩展存储器上划分出拼接参数区、原图缓存区和拼接缓存区，拼接参数区用于存储拼接映射表，拼接缓存区用于缓存拼接得到的全景图像块，原图缓存区用于缓存原图。
在一些实施例中，原图缓存区可选为至少两个，至少两个原图缓存区用于缓存来自第一图像源的第一原图和第二图像源的第二原图，而将第一图像源实时传输的第一原图和第二图像源实时传输的第二原图缓存至原图缓存区的缓存操作，以及，从原图缓存区获取同一时间采集到的一第一原图和一第二原图的获取操作为针对至少两个原图缓存区的乒乓操作(即从两个原图缓存区中的一个提取一次全景图像块合成所需的原图块，从另一个提取下一次全景图像块合成所需的原图块)，或者，获取操作可以是从至少两个原图缓存区并行读取一次全景图像块合成所需的原图块。请参阅图5，并结合图1，缓存操作和读取操作互为乒乓操作的操作过程包括：
步骤401：将接收到第一原图和第二原图存入原图缓存区1，直至原图缓存区1存满后，转入步骤402。
步骤402：读取原图缓存区1中指定位置的原图，实施全景图像拼接，同时启动乒乓操作，将接收到的下一次拼接所需的原图存入原图缓存区2，缓存和拼接在同一节拍内进行，并且当合成全景图像完成后，转入步骤403；
步骤403：读取原图缓存区2指定位置的原图，实施全景图像拼接，同时启动乒乓操作，将接收到的下一次拼接所需的原图存入原图缓存区1，缓存和拼接在同一节拍内进行，并且当合成全景图像完成后，返回步骤402，重复下次操作，直至第一图像源和第二图像源不输出原图，或者关闭全景图像拼接时。需要说明的是：当一原图缓存区内缓存的原图已经用于合成全景图像，则原图缓存区标记为可覆盖，新的原图可以缓存于该原图缓存区并且覆盖先前的原图，当一原图缓存区的数据尚未被处理，即为：尚未用于合成全景图像，则该原图缓存区可以标记为不可覆盖。
在本发明的一些实施例中，在接收到实时传输的原图时，先将原图缓存于扩展存储器，然后再从扩展存储器提取原图进行全景图像拼接，对原图先进行缓存处理，再进行拼接处理，有利于降低拼接处理侧的处理压力；另外，通过将原图缓存在扩展存储器而不是缓存在片内存储器，减少对片内存储器的存储空间的占用，有利于缓解片内存储器的存储空间紧张的情况；再者，扩展存储器设置有两个用于缓存原图的原图缓存区，缓存原图的缓存操作和获取原图的获取操作为针对至少两个原图缓存区的乒乓操作，以实现低速处理性能与高速数据流之间的匹配，降低对FPGA芯片的性能要求。
本发明又提供图像拼接装置实施例。请参阅图6，图像拼接装置50包括获取模块501和拼接模块502。
获取模块501用于获取至少两张原图。拼接模块502用于从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；将所述全景图像块合成全景图像。
将拼接映射表存储于扩展存储器，而不是片内存储器内，可以减少对片内存储器的存储资源的占用，有利于缓解片内存储器的存储资源紧张的情况。
由于原图的像素通常比较高，一次加载整个原图的时间会比较长，为了优化加载原图的速度，在拼接全景图像时可以进行分块拼接，得到全景图像块之后，再将全景图像块合成全景图像，具体的，拼接映射表是由若干条拼接指令组成，一拼接指令用于指示完成一全景图像块拼接，拼接模块502包括读取单元5021、第一合成单元5022和第二合成单元5023。读取单元5021用于从扩展存储器读取拼接指令。第一合成单元用于根据拼接指令，从原图中提取原图块，并且将提取到的原图块合成全景图像块。第二合成单元用于将全景图像块合成全景图像。当然，拼接映射表包括至少一个指令组，一所述拼接指令归入一指令组，一个指令组包括多条拼接指令，对于同一指令组是一次同步读取到的，即读取单元5021读取拼接指令包括：读取单元5021一次同步读取得到同一所述指令组内的所有拼接指令。对于读取到的一指令组中的拼接指令是同步执行的，实现全景图像块的并行处理。而对于同一指令组的拼接指令可以存储于同一个地址空间之中，实现对同一指令组中所有拼接指令是一次寻址得到，减少寻址开销。而方便寻址，对于拼接映射表的指令组所存储的地址空间可以是连续分布的。
请参阅图7，图7是本发明图像拼接装置第二实施例的示意图，图像拼接装置第二实施例与图像拼接装置第一实施例不同之处在于，图像拼接装置50包括缓存模块503。
获取模块501具体用于接收第一图像源实时传输的第一原图和第二图像源实时传输的第二原图。缓存模块503用于缓存第一原图和第二原图。拼接模块502具体从扩展存储器读取拼接映射表，并且根据拼接映射表从扩展存储器读取同一时间采集到的一第一原图和一第二原图，以及根据拼接映射表，将提取同一时间采集到的一第一原图和一第二原图拼接成全景图像。
第一图像源和第二图像源的原图先缓存，再进行拼接处理，有利降低全景图像块拼接处理侧的处理压力。当然，在其它替代实施例中，也可能不缓存原图，直接将实时传输过来的原图进行全景图像合成。进一步的，扩展存储器划分有两个用于缓存图像源输出的原图缓存区，缓存模块和获取模块501针对至少两个原图缓存区执行乒乓操作，以实现低速处理与高速数据流之间的匹配。
在本发明实施例中，在接收到图像源实时传输的原图时，先将原图缓存于扩展存储器，获取模块501从扩展存储器提取原图，拼接模块502用于将获取模块501所获取到的原图拼接成全景图像，通过缓存实时传输的原图，可以降低获取模块501和拼接模块502的处理压力；另外，扩展存储器还设置有两个用于缓存原图的原图缓存区，缓存原图的缓存操作和获取原图的获取操作为针对至少两个原图缓存区的乒乓操作，实现低速处理性能与高速数据流之间的匹配。
本发明又提供图像拼接设备实施例。请参阅图8，图像拼接设备60包括处理芯片601和扩展存储器602，处理芯片601和扩展存储器602连接，处理芯片601设置有片内存储器，片内存储器存储有可被处理芯片执行的指令。
片内存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的图像拼接方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的获取模块501、拼接模块503)。处理芯片通过运行存储在片内存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行图像拼接方法的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中图像拼接方法。
所述一个或者多个模块存储在所述片内存储器中，当被所述处理芯片5执行时，执行上述图像拼接第一实施例中的步骤，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤201至方法步骤202，图3中的方法步骤2021至方法步骤2024，图3中的方法步骤201至方法步骤203，附图7所示的获取模块501、缓存模块503和拼接模块503的功能。
本申请实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理芯片执行，例如，执行以上描述的图2中的方法步骤201至方法步骤202，图3中的方法步骤2021至方法步骤2024，图3中的方法步骤201至方法步骤203，附图7所示的获取模块501、缓存模块503和拼接模块503的功能。
通过以上的实施例的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
本发明还提供无人机实施例，无人机包括上述的图像拼接设备，对于图像拼接设备的详细结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
当然，无人机还可以包括至少第一、第二两个图像源(图未示)和通信模块(图未示)，图像拼接设备分别与第一图像源、第二图像源和通信模块连接，图像拼接设备用于接收至少第一、第二两个图像源传输第一原图和第二原图，图像拼接设备将第一原图和第二原图合成全景图像，并通过通信模块将全景图像传输至外部设备，例如：遥控器，智能终端。
对于无人机实施例的有益效果也可参阅图像拼接方法实施例，此处不再一一赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (40)
1.一种图像拼接方法，应用于图像拼接设备，其特征在于，包括：
获取至少两张原图；
从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；
将所述全景图像块合成全景图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述至少两张原图中提取原图块，包括：
根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块；其中，所述拼接映射表包括至少2条拼接指令，每条拼接指令包括待合成的全景图像块在全景图像中的位置，以及所述位置对应的原图的地址参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块，包括：
获取所述拼接映射表中的拼接指令；
根据获取的拼接指令中的待合成的全景图像块在全景图像中的位置对应的原图的地址参数，查找到所述地址参数对应的原图块，并提取出所述原图块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取的拼接指令还包括与所述地址参数对应的拼接参数，所述将提取到的所述原图块合成全景图像块，包括：
根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述原图块的数量为至少两个，所述根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块，包括：
根据至少两个所述原图块各自对应的拼接参数，确定所述至少两个原图块中的像素点与待合成的全景图像块的像素点的位置映射关系；
根据所述位置映射关系以及所述至少两个原图块中的像素点的像素值，确定所述全景图像块中的像素点的像素值。
6.根据权利要求3至5任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述拼接映射表中的拼接指令，包括：
从所述拼接映射表中依次获取一个拼接指令。
7.根据权利要求3至5任一项所述的方法，其特征在于，
所述拼接映射表包括至少一个指令组，一所述拼接指令归入一指令组，并且一个所述指令组包括至少一条拼接指令；
所述获取所述拼接映射表中的拼接指令，包括：
一次同步读取得到同一所述指令组内的所有拼接指令，对于读取得到的一指令组中的所有拼接指令同步执行。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
一所述指令组存储于与所述图像拼接设备连接的扩展存储器的一个地址空间中。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
存储所述多个指令组的地址空间连续分布。
10.根据权利要求2至9任一项所述的方法，其特征在于，所述拼接映射表预存储在与所述图像拼接设备连接的扩展存储器中。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的方法，其特征在于，
在将所述全景图像块合成全景图像的步骤之前，所述方法还包括：
将合成得到的所述全景图像块缓存于与所述图像拼接设备连接的扩展存储器；
所述将所述全景图像块合成全景图像的步骤包括：
当满足预设输出条件时，从所述扩展存储器提取全景图像块进行合成，得到所述全景图像。
12.根据权利要求1至11中任意一项所述的方法，其特征在于，所述获取至少2张原图，包括：
从至少两个图像源中获取同一时间的至少两个原图；或者，
从一个图像源获取至少两个视角的原图。
13.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述至少两个原图缓存至缓存区中，每个缓存区用于缓存所述至少两个原图中的一个原图；
从所述至少两张原图中提取原图块，包括：
从所述缓存区中轮流提取原图块；或者，
从所述缓存区中并行提取原图块。
14.一种图像拼接装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取至少两张原图；
拼接模块，用于从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；将所述全景图像块合成全景图像。
15.根据权利要求14所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述拼接模块，还用于根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块；其中，所述拼接映射表包括至少2条拼接指令，每条拼接指令包括待合成的全景图像块在全景图像中的位置，以及所述位置对应的原图的地址参数。
16.根据权利要求15所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述拼接模块，还用于获取所述拼接映射表中的拼接指令；根据获取的拼接指令中的待合成的全景图像块在全景图像中的位置对应的原图的地址参数，查找到所述地址参数对应的原图块，并提取出所述原图块。
17.根据权利要求16所述的图像拼接装置，其特征在于，所述获取的拼接指令还包括与所述地址参数对应的拼接参数，
所述拼接模块，还用于根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块。
18.根据权利要求17所述的图像拼接装置，其特征在于，若所述原图块的数量为至少两个，
所述拼接模块，还用于根据至少两个所述原图块各自对应的拼接参数，确定所述至少两个原图块中的像素点与待合成的全景图像块的像素点的位置映射关系；根据所述位置映射关系以及所述至少两个原图块中的像素点的像素值，确定所述全景图像块中的像素点的像素值。
19.根据权利要求16至18任一项所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述拼接模块，还用于从所述拼接映射表中依次获取一个拼接指令。
20.根据权利要求16至18任一项所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述拼接映射表包括至少一个指令组，一所述拼接指令归入一指令组，并且一个所述指令组包括至少一条拼接指令；
所述拼接模块，还用于一次同步读取得到同一所述指令组中所有拼接指令，对于读取得到的一所述指令组中所有拼接指令是同步执行的。
21.根据权利要求20所述的图像拼接装置，其特征在于，
一所述指令组存储于与所述图像拼接装置连接的扩展存储器的一个地址空间中。
22.根据权利要求21所述的图像拼接装置，其特征在于，
存储所述多个指令组的地址空间连续分布。
23.根据权利要求15至22任一项所述的图像拼接装置，其特征在于，所述拼接映射表预存储在与所述图像拼接装置连接的扩展存储器中。
24.根据权利要求14至23中任意一项所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述图像拼接装置还包括：缓存模块；
所述缓存模块，用于将合成得到的全景图像块缓存于与所述图像拼接装置连接的扩展存储器；
所述拼接模块，还用于当满足预设输出条件时，从所述扩展存储器提取全景图像块进行合成，得到所述全景图像。
25.根据权利要求14至24中任一项所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述拼接模块，还用于从至少两个图像源中获取同一时间的至少两个原图；或者，
从一个图像源获取至少两个视角的原图。
26.根据权利要求14或者25任一项所述的图像拼接装置，其特征在于，
所述图像拼接装置还包括：缓存模块；
所述缓存模块用于将所述至少两个原图缓存至缓存区中，每个缓存区用于缓存所述至少两个原图中的一个原图；
所述拼接模块，还用于从所述缓存区中轮流提取原图块；或者，从所述缓存区中并行提取原图块。
27.一种图像拼接设备，其特征在于，包括处理芯片和扩展存储器，所述处理芯片与扩展存储器连接；
所述处理器设置有片内存储器，所述片内存储器存储有可被处理芯片执行的指令，所述指令被所述处理芯片执行，以使所述处理芯片执行：
获取至少两张原图；
从所述至少两张原图中提取原图块，并且将提取到的所述原图块合成全景图像块；
将所述全景图像块合成全景图像。
28.根据权利要求27所述的图像拼接设备，其特征在于，所述处理芯片具体执行：
根据拼接映射表，从所述至少两张原图中提取原图块；其中，所述拼接映射表包括至少2条拼接指令，每条拼接指令包括待合成的全景图像块在全景图像中的位置，以及所述位置对应的原图的地址参数。
29.根据权利要求28所述的图像拼接设备，其特征在于，所述处理芯片具体执行：
获取所述拼接映射表中的拼接指令；
根据获取的拼接指令中的待合成的全景图像块在全景图像中的位置对应的原图的地址参数，查找到所述地址参数对应的原图块，并提取出所述原图块。
30.根据权利要求29所述的图像拼接设备，其特征在于，所述获取的拼接指令还包括与所述地址参数对应的拼接参数，所述处理芯片具体执行：
根据所述拼接参数，将提取到的所述原图块合成全景图像块。
31.根据权利要求30所述的图像拼接设备，其特征在于，若所述原图块的数量为至少两个，所述处理芯片具体执行：
根据至少两个所述原图块各自对应的拼接参数，确定所述至少两个原图块中的像素点与待合成的全景图像块的像素点的位置映射关系；
根据所述位置映射关系以及所述至少两个原图块中的像素点的像素值，确定所述全景图像块中的像素点的像素值。
32.根据权利要求29至31任一项所述的图像拼接设备，其特征在于，所述处理芯片具体执行：
从所述拼接映射表中依次获取一个拼接指令。
33.根据权利要求29至31任一项所述的图像拼接设备，其特征在于，
所述拼接映射表包括至少一个指令组，一所述拼接指令归入一指令组，并且一个所述指令组包括至少一条拼接指令；
所述处理芯片具体执行：
一次同步读取得到同一所述指令组内的所有拼接指令，对于读取得到的一指令组中的所有拼接指令同步执行。
34.根据权利要求33所述的图像拼接设备，其特征在于，
一所述指令组存储于所述扩展存储器的一个地址空间中。
35.根据权利要求34所述的图像拼接设备，其特征在于，
存储所述多个指令组的地址空间连续分布。
36.根据权利要求28至35任一项所述的图像拼接设备，其特征在于，所述拼接映射表预存储在所述扩展存储器中。
37.根据权利要求27至36中任意一项所述的图像拼接设备，其特征在于，
在将所述全景图像块合成全景图像的步骤之前，所述处理芯片还执行：
将合成得到的所述全景图像块缓存于所述扩展存储器；
所述处理芯片具体执行：
当满足预设输出条件时，从所述扩展存储器提取全景图像块进行合成，得到所述全景图像。
38.根据权利要求27至37中任意一项所述的图像拼接设备，其特征在于，所述处理芯片具体执行：
从至少两个图像源中获取同一时间的至少两个原图；或者，
从一个图像源获取至少两个视角的原图。
39.根据权利要求27至38任一项所述的图像拼接设备，其特征在于，所述处理芯片具体执行：
将所述至少两个原图缓存至所述扩展存储器的缓存区中，每个缓存区用于缓存所述至少两个原图中的一个原图；
所述处理芯片具体执行：
从所述缓存区中轮流提取原图块；或者，
从所述缓存区中并行提取原图块。
40.一种无人机，其特征在于，包括如权利要求27至39任一项所述的图像拼接设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 518055 Shenzhen, Guangdong, Nanshan District Xili street, No. 1001, Zhiyuan Road, B1 9. Applicant after: Shenzhen daotong intelligent Aviation Technology Co.,Ltd. Address before: 518055 Shenzhen, Guangdong, Nanshan District Xili street, No. 1001, Zhiyuan Road, B1 9. Applicant before: AUTEL ROBOTICS Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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