CN114331843A - 一种基于灰度直方图的图像拼接方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种基于灰度直方图的图像拼接方法，图像拼接的准确度高，并且拼接速度快，尤其适用于快速移动的被检测物体。包括步骤：S1，将参考帧图像和当前帧图像分别按照像素点数计算出图像的长H和宽W；分别将图像格式由彩色格式转灰度格式(RGB格式转换为GRAY格式)；再分别按照列累加灰度值并除以宽W，得到长H的参考帧信号和当前帧信号；S2，利用互相关函数求取长H值相同的两帧信号(参考帧信号与当前帧信号)之间的时延；S3，根据所述时延进行两帧信号的拼接，再根据灰度累加值进行两帧图像(参考帧图像与当前帧图像)的拼接。

Description

一种基于灰度直方图的图像拼接方法
技术领域
本发明涉及图像拼接技术领域，更具体地，涉及一种基于灰度直方图的图像拼接方法。
背景技术
随着图像传感器技术的不断发展，传感器的应用领域也在不断丰富，无论医疗、教育、安防还是交通、物流等行业对图像传感器的应用需求均在日益剧增。在不同场景下，对传感器的应用需求、实现功能均有差异，除了对传感器的感光灵敏度、分辨率等参数要求有所提高外，对与之配套的图像识别算法要求也是层出不穷。
在通信网络飞速发展的当下，监控摄像机的应用除满足传统的视频监控外，在一些场景下对行人、车辆等特征提取需求也与日俱增。部分场景下单台监控摄像机功能难以满足，需要通过多台摄像机通过图像拼接或算法融合等进行现场数据的实时还原。
目前常用的图像拼接方法主要包括基于区域相关的拼接算法和基于特征相关的拼接算法两种方法。基于区域相关的拼接是最为传统和最普遍的算法，基于区域的配准方法是从待拼接图像的灰度值出发，对待配准图像中一块区域与参考图像中的相同尺寸的区域使用最小二乘法或者其他数学方法计算其灰度值的差异，对此差异比较后来判断待拼接图像重叠区域的相似程度，由此得到待拼接图像重叠区域的范围和位置，从而实现图像拼接。但是，当需要拼接的两个图像相似度高、移动速度较快时，基于区域相关的拼接会出现拼接错位、断层等问题。基于特征的配准方法不是直接利用图像的像素值，而是通过像素导出图像的特征，然后以图像特征为标准，对图像重叠部分的对应特征区域进行搜索匹配，该类拼接算法有比较高的健壮性和鲁棒性。但是，图像本身为扁平数据，受光线影响大，在拼接过程中，相关特征点缺乏量化指标在拼接过程中需要大量时间处理且易出现拼接错位现象；当对拼接速度要求过高时即对高速移动物体进行拼接时，拼接图像可信度交底，应用场景受限。
有鉴于此，本发明提供一种基于灰度直方图的图像拼接方法，图像拼接的准确度高，并且拼接速度快，尤其适用于快速移动的被检测物体。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于灰度直方图的图像拼接方法，图像拼接的准确度高，并且拼接速度快，尤其适用于快速移动的被检测物体。
一种基于灰度直方图的图像拼接方法，包括步骤：
S1，将参考帧图像和当前帧图像分别按照像素点数计算出图像的长H和宽W；分别将图像格式由彩色格式转灰度格式(RGB格式转换为GRAY格式)；再分别按照列累加灰度值并除以宽W，得到长H的参考帧信号和当前帧信号；
S2，利用互相关函数求取长H值相同的两帧信号(参考帧信号与当前帧信号)之间的时延；
S3，根据所述时延进行两帧信号的拼接，再根据灰度累加值进行两帧图像(参考帧图像与当前帧图像)的拼接。
在一些实施方式中，在步骤S1中，所述参考帧图像与当前帧图像来源于不同的摄像机。
进一步的，所述参考帧图像为拼接图像的起始帧图像，即移动物体进入检测区域的第一帧数据，当前帧图像为视频刷新的下一帧数据。
进一步的，结合待拼接物体移动的特性及相机刷新频率、相机视场角因素，两帧图像之间存在共同区域。
进一步的，图像像素点数与图像分辨率为数码相机可选择的成像大小及尺寸，成像大小包括：640x480dpi、1024x768dpi、1600x1200dpi、2048x1536dpi，其中，成像大小的前者为图片宽度，后者为图片的高度，两者相乘得出的是图片的像素。
在一些实施方式中，在步骤S1中，RGB格式即一个像素由R、G、B三基色构成，RGB分量转Gray灰度即只挑取R、G、B中的1个分量，剩下的2个分量丢弃，其位置由挑取的分量来替代。
进一步的，Gray＝r*0.299+g*0.587+b*0.114。
在一些实施方式中，在步骤S1中，每一列图像是由若干个像素点组成，每个像素点的灰度值采用0-255表示，将同一列所有像素点的灰度值累加后除以宽W，可获得长度方向灰度值的平均值，即长H的参考帧信号和当前帧信号。
在一些实施方式中，在步骤S2中，所述互相关函数表示的是两个时间序列之间的相关程度，可求取得到所述参考帧信号与当前帧信号之间的一个具体值的时延。
在一些实施方式中，在步骤S3中，将当前帧信号根据时延进行信号平移，平移长度为时延长度，完成参考帧信号与当前帧信号的拼接；结合参考帧与当前帧列累加灰度值并除以宽W的值进行两帧数据的对齐；再将拼接后的信号根据灰度累加值还原成拼接图像，完成两帧图像的拼接。
与现有技术相比，本申请的优点在于：
(1)本申请根据物体同一位置灰度值相同对图像进行拼接，整个图像拼接的准确度更高。
(2)拼接速度更快，可满足更多场景下的应用，尤其在被检测物体快速移动时效果更为显著。
附图说明
结合以下附图一起阅读时，将会更加充分地描述本申请内容的上述和其他特征。可以理解，这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式，因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图，本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。
图1为本申请的基于灰度直方图的图像拼接方法的拼接信号的示意图。
图2为本申请的基于灰度直方图的图像拼接方法的拼接图像的示意图。
具体实施方式
描述以下实施例以辅助对本申请的理解，实施例不是也不应当以任何方式解释为限制本申请的保护范围。
在以下描述中，本领域的技术人员将认识到，在本论述的全文中，组件可描述为单独的功能单元(可包括子单元)，但是本领域的技术人员将认识到，各种组件或其部分可划分成单独组件，或者可整合在一起(包括整合在单个的系统或组件内)。
同时，组件或系统之间的连接并不旨在限于直接连接。相反，在这些组件之间的数据可由中间组件修改、重格式化、或以其它方式改变。另外，可使用另外或更少的连接。还应注意，术语“联接”、“连接”、或“输入”“固定”应理解为包括直接连接、通过一个或多个中间媒介来进行的间接的连接或固定。
实施例1：
一种基于灰度直方图的图像拼接方法，包括步骤：S1，将参考帧图像和当前帧图像分别按照像素点数计算出图像的长H和宽W；分别将图像格式由彩色格式转灰度格式(RGB格式转换为GRAY格式)；再分别按照列累加灰度值并除以宽W，得到长H的参考帧信号和当前帧信号；S2，利用互相关函数求取长H值相同的两帧信号(参考帧信号与当前帧信号)之间的时延参数；S3，根据所述时延参数进行两帧信号的拼接，再根据灰度累加值进行两帧图像(参考帧图像与当前帧图像)的拼接。
在步骤S1中，所述参考帧图像与当前帧图像来源于不同的摄像机。所述参考帧图像为拼接图像的起始帧图像，即移动物体进入检测区域的第一帧数据，当前帧图像为视频刷新的下一帧数据。结合待拼接物体移动的特性及相机刷新频率、相机视场角因素，两帧图像之间存在共同区域。图像像素点数与图像分辨率为数码相机可选择的成像大小及尺寸，成像大小包括：640x480dpi、1024x768dpi、1600x1200dpi、2048x1536dpi，其中，成像大小的前者为图片宽度，后者为图片的高度，两者相乘得出的是图片的像素。
在步骤S1中，RGB格式即一个像素由R、G、B三基色构成，RGB分量转Gray灰度即只挑取R、G、B中的1个分量，剩下的2个分量丢弃，其位置由挑取的分量来替代。Gray＝r*0.299+g*0.587+b*0.114。在步骤S1中，每一列图像是由若干个像素点组成，每个像素点的灰度值采用0-255表示，将同一列所有像素点的灰度值累加后除以宽W，可获得长度方向灰度值的平均值，即长H的参考帧信号和当前帧信号。
在步骤S2中，所述互相关函数表示的是两个时间序列之间的相关程度，可求取得到所述参考帧信号与当前帧信号之间的一个具体值的时延。在步骤S3中，将当前帧信号根据时延进行信号平移，平移长度为时延长度，完成参考帧信号与当前帧信号的拼接(如图1所示)；结合参考帧与当前帧列累加灰度值并除以宽W的值进行两帧数据的对齐；再将拼接后的信号根据灰度累加值还原成拼接图像，完成两帧图像的拼接(如图2所示)。
尽管本申请已公开了多个方面和实施方式，但是其它方面和实施方式对本领域技术人员而言将是显而易见的，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。本申请公开的多个方面和实施方式仅用于举例说明，其并非旨在限制本申请，本申请的实际保护范围以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，包括步骤：
S1，将参考帧图像和当前帧图像分别按照像素点数计算出图像的长H和宽W；分别将图像格式由彩色格式转灰度格式；再分别按照列累加灰度值并除以宽W，得到长H的参考帧信号和当前帧信号；
S2，利用互相关函数求取长H值相同的两帧信号之间的时延；
S3，根据所述时延进行两帧信号的拼接，再根据灰度累加值进行两帧图像的拼接。
2.如权利要求1所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，在步骤S1中，所述参考帧图像与当前帧图像来源于不同的摄像机。
3.如权利要求2所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，所述参考帧图像为拼接图像的起始帧图像，即移动物体进入检测区域的第一帧数据，当前帧图像为视频刷新的下一帧数据。
4.如权利要求3所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，结合待拼接物体移动的特性及相机刷新频率、相机视场角因素，两帧图像之间存在共同区域。
5.如权利要求1所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，图像像素点数与图像分辨率为数码相机可选择的成像大小及尺寸，成像大小包括：640x480dpi、1024x768dpi、1600x1200dpi、2048x1536dpi，其中，成像大小的前者为图片宽度，后者为图片的高度，两者相乘得出的是图片的像素。
6.如权利要求1所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，在步骤S1中，RGB格式即一个像素由R、G、B三基色构成，RGB分量转Gray灰度即只挑取R、G、B中的1个分量，剩下的2个分量丢弃，其位置由挑取的分量来替代。
7.如权利要求6所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，Gray＝r*0.299+g*0.587+b*0.114。
8.如权利要求1所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，在步骤S1中，每一列图像是由若干个像素点组成，每个像素点的灰度值采用0-255表示，将同一列所有像素点的灰度值累加后除以宽W，可获得长度方向灰度值的平均值，即长H的参考帧信号和当前帧信号。
9.如权利要求1所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，在步骤S2中，所述互相关函数表示的是两个时间序列之间的相关程度，可求取得到所述参考帧信号与当前帧信号之间的一个具体值的时延。
10.如权利要求1所述的基于灰度直方图的图像拼接方法，其特征在于，在步骤S3中，将当前帧信号根据时延进行信号平移，平移长度为时延长度，完成参考帧信号与当前帧信号的拼接；结合参考帧与当前帧列累加灰度值并除以宽W的值进行两帧数据的对齐；再将拼接后的信号根据灰度累加值还原成拼接图像，完成两帧图像的拼接。
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