CN109712076B

CN109712076B - 图像拼接方法、装置、设备和存储介质

Info

Publication number: CN109712076B
Application number: CN201811646565.1A
Authority: CN
Inventors: 刘泽聪; 蔡文憶; 黃俊傑
Original assignee: Suzhou Hirose Opto Co Ltd
Current assignee: Suzhou Hirose Opto Co Ltd
Priority date: 2018-12-29
Filing date: 2018-12-29
Publication date: 2023-05-16
Anticipated expiration: 2038-12-29
Also published as: CN109712076A

Abstract

本发明实施例公开了一种图像拼接方法、装置、设备和存储介质，涉及图像处理领域。所述方法包括：根据每个待拼接图像的任一轮廓边上任意两个不同像素点的坐标值，分别计算每个待拼接图像的偏移角度；根据所述偏移角度分别对至少两个所述待拼接图像进行角度调整，得到至少两个角度调整图像；依据每个角度调整图像的设定拼接边上全部像素点的坐标值对所述至少两个角度调整图像进行拼接，得到拼接图像。本发明通过根据每个待拼接图像的轮廓上任意两个不同的轮廓像素点的坐标值，确定偏移角度，并调整得到角度调整图像，进而根据角度调整图像设定拼接边上全部像素点的坐标值，得到最终拼接图像，实现了精确的图像拼接，提高了图像拼接效率的效果。

Description

图像拼接方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本发明实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像拼接方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

随着科技的发展，自动光学检测技术应用的越来越广泛，其是指采用光学成像技术获取被测目标的图像，再经过一定的图像处理算法，从拍摄的图像中获取目标的尺寸、位置、方向、光谱特征、结构及缺陷等信息，从而可以执行产品的检验、装配线上的零部件鉴定及定位、过程监控中的测量、过程控制反馈、分类与分组等任务，因此如何将每个镜头获取的图像拼接成一幅完好的被测目标图像尤为重要。

现有方法是通过技术人员手动调整镜组来完成图像拼接，但是其有以下缺点：(1)效率低下，并且由于技术人员手法不同，图像拼接精准度不足；(2)镜组只要有略微偏移就会影响图像拼接效果，因此需要技术人员再到现场进行调整，耗费大量时间和人力。

发明内容

本发明实施例提供一种图像拼接方法、装置、设备和存储介质，以解决现有方法中手动图像拼接的拼接精准不高以及效率低下的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种图像拼接方法，所述方法包括：

根据每个待拼接图像的任一轮廓边上任意两个不同像素点的坐标值，分别计算每个待拼接图像的偏移角度；

根据所述偏移角度分别对至少两个所述待拼接图像进行角度调整，得到至少两个角度调整图像；

依据每个角度调整图像的设定拼接边上全部像素点的坐标值对所述至少两个角度调整图像进行拼接，得到拼接图像。

第二方面，本发明实施例提供了一种图像拼接装置，所述装置包括：

偏移角度计算模块，用于根据每个待拼接图像的任一轮廓边上任意两个不同像素点的坐标值，分别计算每个待拼接图像的偏移角度；

角度调整图像获取模块，用于根据所述偏移角度分别对至少两个所述待拼接图像进行角度调整，得到至少两个角度调整图像；

拼接图像获取模块，用于依据每个角度调整图像的设定拼接边上全部像素点的坐标值对所述至少两个角度调整图像进行拼接，得到拼接图像。

第三方面，本发明实施例提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一所述的图像拼接方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的图像拼接方法。

本发明通过根据每个待拼接图像的轮廓上任意两个不同的轮廓像素点的坐标值，确定偏移角度，并调整得到角度调整图像，进而根据角度调整图像设定拼接边上全部像素点的坐标值，得到最终拼接图像，因此，得到的拼接图像精准度更高，并且无须手动图像拼接，拼接效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1A为本发明实施例一提供的一种图像拼接方法的流程图；

图1B为本发明实施例一提供的一种图像拼接过程的示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种图像拼接方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的一种图像拼接装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A为本发明实施例一提供的一种图像拼接方法的流程图，图1B为本发明实施例一提供的一种图像拼接过程的示意图。本实施例适用于自动光学检测时，对待拼接图像进行精确拼接的情况。该方法可以由本发明实施例提供的图像拼接装置来执行，该装置可以集成于设备中，例如带有多个摄像头的缺陷检测机器中。

S101、根据每个待拼接图像的任一轮廓边上任意两个不同像素点的坐标值，分别计算每个待拼接图像的偏移角度。

其中，待拼接图像指的是得到的拼接图像上的一个子图像，将所有待拼接图像进行拼接得到拼接图像。选定每个待拼接图像的任一条轮廓边，在选定的轮廓边上选取两个不同的像素点，并获取所述两个像素点的坐标值，对所述两个像素点横坐标值和纵坐标值分别做差，根据得到的差值计算每个待拼接图像的偏移角度，偏移角度指的是待拼接图像与水平方向或垂直方向的夹角。

S102、根据所述偏移角度分别对至少两个所述待拼接图像进行角度调整，得到至少两个角度调整图像。

其中，为了能够对待拼接图像进行拼接，需要对每个待拼接图像根据各自的偏移角度进行角度调整，示例性的，获取到的待拼接图像A的偏移角度为10°，则将待拼接图像顺时针或逆时针旋转10°，直到待拼接图像A与水平方向或垂直方向的夹角为0°，即得到待拼接图像A的角度调整图像。

S103、依据每个角度调整图像的设定拼接边上全部像素点的坐标值对所述至少两个角度调整图像进行拼接，得到拼接图像。

其中，拼接边为至少两个角度调整图像进行拼接时，用于对齐的轮廓边。移动至少两个待拼接图像，当至少两个角度调整图像的拼接边完全重合时，得到拼接图像，具体的，根据每个角度调整图像的设定拼接边上全部像素点的坐标值，计算得到至少两个角度调整图像的偏差量，根据偏移量，移动至少两个角度调整图像进行拼接。示例性的，图1B为图像拼接过程的示意图，其中104为待拼接图像A，105为待拼接图像B，106为待拼接图像C，107为将待拼接图像A、待拼接图像B和待拼接图像C进行图像拼接得到的拼接图像。

本发明实施例提供的技术方案，通过根据每个待拼接图像的轮廓上任意两个不同的轮廓像素点的坐标值，确定偏移角度，并调整得到角度调整图像，进而根据角度调整图像设定拼接边上全部像素点的坐标值，得到最终拼接图像，实现了精确的图像拼接，提高了图像拼接效率的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种图像拼接方法的流程图，本实施例是在上述实施例的基础上进一步进行优化。如图2所示，该方法可以包括：

S201、获取每个待拼接图像的任一轮廓边上，任意两个不同像素点的横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值。

其中，通过图像轮廓提取技术，提取每个待拼接图像的轮廓，针对每个待拼接图像，在各自的轮廓上选取任一轮廓边，并在选取的轮廓边上，获取任意两个不同像素点的坐标值，并计算这两个像素点横坐标值的差值和纵坐标值的差值，示例性的，像素点A的坐标值为(10,8)，像素点B的坐标值为(5,5)，则像素点A与像素点B横坐标值的差值为5，纵坐标值的差值为3。

S202、根据所述横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值，分别计算所述每个待拼接图像的偏移角度。

其中，根据S201获得的横坐标值差值和纵坐标值差值，可选的包括，将横坐标值差值除以纵坐标值差值，得到偏移角度的正切值，并根据正切值得到偏移角度，示例性的，待拼接图像X的某一轮廓边上，像素点C与像素点D横坐标值的差值为10，纵坐标差值为10，则偏移角度的正切值为1，则待拼接图像X的偏移角度为45°。

S203、分别获取至少两个所述待拼接图像中全部像素点的坐标值。

其中，通过获取全部像素点的坐标值，用于对图像进行角度调整。

S204、分别根据所述至少两个待拼接图像中全部像素点的坐标值和偏移角度，确定每个待拼接图像中全部像素点的坐标值进行角度调整后对应的新坐标值。

其中，对每个待拼接图像的角度调整，是通过改变每个待拼接图像中每个像素点坐标值来实现的，具体的，对于每个像素点，通过公式

来得到角度调整后各自对应的新坐标值，式中θ为待拼接图像的偏移角度，(x',y')为角度调整前像素点的坐标值，(x,y)为角度调整后像素点的新坐标值。示例性的，待拼接图像Y上像素点E的角度调整前坐标值为(1,1)，待拼接图像Y的偏移角度为30°，则通过公式计算：

像素点E通过角度调整后的新坐标值为

S205、根据所述新坐标值，得到每个待拼接图像对应的角度调整图像。

其中，根据S204将每个待拼接图像中所有像素点的坐标值经过角度调整变为对应的新坐标值，得到的所有新坐标值上的像素点组成角度调整图像。

S206、确定所述至少两个角度调整图像各自的拼接边，并获取所述拼接边上各像素点对应的坐标值。

S207、根据每个角度调整图像的拼接边上各像素点对应的坐标值，计算所述至少两个角度调整图像各自的拼接边之间的偏差量。

其中，偏差量包括横坐标方向的偏差量和纵坐标方向的偏差量。示例性的，待拼接图像M的拼接边上像素点的坐标值依次为(5，100)、(5，99)、(5，98)……(5，1)，待拼接图像N的拼接边上像素点的坐标值依次为(10，90)、(10，89)、(10,88)……(10，-9)，则待拼接图像M与待拼接图像N在横坐标方向的偏差量为5，在纵坐标方向的偏差量为10。

S208、根据所述偏差量，移动所述至少两个角度调整图像中至少一个角度调整图像所有的像素点，直到所述至少两个角度调整图像各自的拼接边上各像素点的坐标值相同为止。

其中，得到至少两个角度调整图像之间横坐标方向的偏差量和纵坐标方向的偏差量后，移动角度调整图像进行拼接，移动方法包括：1、固定某一个或某几个角度调整图像，移动剩余调整图像所有的像素点。2、移动所有角度调整图像的像素点。当至少两个角度调整图像各自的拼接边上各像素点的坐标值相同时，代表拼接过程的完成，得到拼接图像。

本发明实施例提供的技术方案，在实施例一的基础上通过根据每个待拼接图像的任一轮廓边上，任意两个不同像素点的横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值计算每个待拼接图像的偏移角度，实现了对待拼接图像的角度调整。此外，通过根据计算至少两个角度调整图像各自的拼接边之间的偏差量，并根据偏差量，可以实现图像拼接，得到拼接图像。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种图像拼接装置的结构示意图，该装置可执行本发明任意实施例所提供的图像拼接方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图3所示，该装置可以包括：

偏移角度计算模块31，用于根据每个待拼接图像的任一轮廓边上任意两个不同像素点的坐标值，分别计算每个待拼接图像的偏移角度。

角度调整图像获取模块32，用于根据所述偏移角度分别对至少两个所述待拼接图像进行角度调整，得到至少两个角度调整图像。

拼接图像获取模块33，用于依据每个角度调整图像的设定拼接边上全部像素点的坐标值对所述至少两个角度调整图像进行拼接，得到拼接图像。

在上述实施例的基础上，偏移角度计算模块31包括：

坐标值差值获取单元，用于获取每个待拼接图像的任一轮廓边上，任意两个不同像素点的横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值；

偏移角度计算单元，用于根据所述横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值，分别计算所述每个待拼接图像的偏移角度。

在上述实施例的基础上，角度调整图像获取模块32包括：

像素点坐标值获取单元，用于分别获取至少两个所述待拼接图像中全部像素点的坐标值；

新坐标值确定单元，用于分别根据所述至少两个待拼接图像中全部像素点的坐标值和偏移角度，确定每个待拼接图像中全部像素点的坐标值进行角度调整后对应的新坐标值；

角度调整图像获取单元，用于根据所述新坐标值，得到每个待拼接图像对应的角度调整图像。

在上述实施例的基础上，拼接图像获取模块33包括：

拼接边像素点坐标获取单元，用于确定所述至少两个角度调整图像各自的拼接边，并获取所述拼接边上各像素点对应的坐标值；

偏差量计算单元，用于根据每个角度调整图像的拼接边上各像素点对应的坐标值，计算所述至少两个角度调整图像各自的拼接边之间的偏差量；

图像拼接单元，用于根据所述偏差量，移动所述至少两个角度调整图像中至少一个角度调整图像所有的像素点，直到所述至少两个角度调整图像各自的拼接边上各像素点的坐标值相同为止。

本发明实施例所提供的一种图像拼接装置，可执行本发明任意实施例所提供的一种图像拼接方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的一种图像拼接方法。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种设备的结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备400的框图。图4显示的设备400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4所示，设备400以通用计算设备的形式表现。设备400的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元401，系统存储器402，连接不同系统组件(包括系统存储器402和处理单元401)的总线403。

总线403表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

设备400典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备400访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器402可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)404和/或高速缓存存储器405。设备400可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统406可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线403相连。存储器402可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块407的程序/实用工具408，可以存储在例如存储器402中，这样的程序模块407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。程序模块407通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备400也可以与一个或多个外部设备409(例如键盘、指向设备、显示器410等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备400交互的设备通信，和/或与使得该设备400能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，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411进行。并且，设备400还可以通过网络适配器412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。如图所示，网络适配器412通过总线403与设备400的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备400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系统等。

处理单元401通过运行存储在系统存储器402中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的图像拼接方法，包括：

实施例五

本发明实施例五还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种图像拼接方法，该方法包括：

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的一种图像拼接方法中的相关操作。本发明实施例的计算机可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——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。计算机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、便携式计算机磁盘、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、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机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。

计算机可读的信号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，其中承载了计算机可读的程序代码。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。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、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。

计算机可读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、电线、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或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，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机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种图像拼接方法，其特征在于，所述方法包括：

确定所述至少两个角度调整图像各自的拼接边，并获取所述拼接边上各像素点对应的坐标值；

根据每个角度调整图像的拼接边上各像素点对应的坐标值，计算所述至少两个角度调整图像各自的拼接边之间的偏差量；

根据所述偏差量，移动所述至少两个角度调整图像中至少一个角度调整图像所有的像素点，直到所述至少两个角度调整图像各自的拼接边上各像素点的坐标值相同为止。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据每个待拼接图像的任一轮廓边上任意两个不同像素点的坐标值，分别计算每个待拼接图像的偏移角度，包括：

获取每个待拼接图像的任一轮廓边上，任意两个不同像素点的横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值；

根据所述横坐标值之间的差值和纵坐标值之间的差值，分别计算所述每个待拼接图像的偏移角度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏移角度分别对至少两个所述待拼接图像进行角度调整，得到至少两个角度调整图像，包括：

分别获取至少两个所述待拼接图像中全部像素点的坐标值；

分别根据所述至少两个待拼接图像中全部像素点的坐标值和偏移角度，确定每个待拼接图像中全部像素点的坐标值进行角度调整后对应的新坐标值；

根据所述新坐标值，得到每个待拼接图像对应的角度调整图像。

4.一种图像拼接装置，其特征在于，所述装置包括：

拼接图像获取模块，用于确定所述至少两个角度调整图像各自的拼接边，并获取所述拼接边上各像素点对应的坐标值；根据每个角度调整图像的拼接边上各像素点对应的坐标值，计算所述至少两个角度调整图像各自的拼接边之间的偏差量；根据所述偏差量，移动所述至少两个角度调整图像中至少一个角度调整图像所有的像素点，直到所述至少两个角度调整图像各自的拼接边上各像素点的坐标值相同为止。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述偏移角度计算模块包括：

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述角度调整图像获取模块包括：

7.一种计算机设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-3中任一所述的图像拼接方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一所述的图像拼接方法。