[發(fā)明專利]垂直方向?qū)捯曈虻?60度拼接式全景攝像機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310459441.3
• 申請日: 2013-10-01
• 公開（公告）號: CN103533266B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張茂軍;熊志輝;徐瑋;李靖;譚樹人;王煒;劉煜;張政;尹曉晴;彭楊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);湖南源信光電科技有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;G06T5/50;G06T3/40
• 代理公司: 國防科技大學(xué)專利服務(wù)中心 43202
• 代理人: 曹德斌

1.一種垂直方向?qū)捯曈虻?60度拼接式全景攝像機，其特征在于包括若干個相同的豎直排列的圖像傳感器，每個所述圖像傳感器有效圖幅的長邊對應(yīng)的視角不小于全景圖像需要的垂直視角，相鄰圖像傳感器形成的圖像之間重疊部分的寬度滿足圖像拼接的要求，并且所述圖像傳感器的數(shù)量滿足使所有圖像傳感器有效圖幅的短邊對應(yīng)的視角疊加后不小于360度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直方向?qū)捯曈虻?60度拼接式全景攝像機，其特征在于：任意兩個所述圖像傳感器的鏡頭光心之間的距離小于最小景深的1/10；并且每個所述圖像傳感器采用相同的曝光參數(shù)。

3.一種用于權(quán)利要求1所述的360度拼接式全景攝像機的標(biāo)定方法，其特征在于采用基于特征點的標(biāo)定方法，包括以下步驟：

S101.所述360度拼接式全景攝像機采集一組圖像數(shù)據(jù)；

S102.對所述圖像數(shù)據(jù)中的各個圖像傳感器形成的圖像進行特征點查找與匹配；

S103.根據(jù)步驟S102得到的特征點匹配關(guān)系解算各個圖像傳感器形成的圖像之間的投影關(guān)系；

S104.將所有由各個圖像傳感器形成的圖像投影到同一觀察平面內(nèi)，對于由各個圖像傳感器形成的圖像在所述觀察平面內(nèi)的投影圖像，其任意位置的像素值采用查找表的方式，通過雙線性插值從對應(yīng)圖像傳感器形成的圖像的相應(yīng)位置獲取。

4.一種用于權(quán)利要求1所述的360度拼接式全景攝像機的圖像拼接方法，其特征在于包括以下步驟：

S201.獲取所述360度拼接式全景攝像機采集的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過標(biāo)定后的投影圖像，進一步從所述投影圖像中確定每組相鄰圖像傳感器形成的圖像之間的重疊部分；

S202.利用動態(tài)規(guī)劃方法在每個所述重疊部分確定一條拼接縫；

S203.利用梯度域融合方法在每條所述拼接縫兩側(cè)位置對相應(yīng)的相鄰圖像進行融合；

S204.將融合圖像分別與對應(yīng)相鄰圖像的其他部分圖像整合，輸出全景圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像拼接方法，其特征在于所述步驟S202的具體方法為：

（1）計算每個所述重疊部分在Lab顏色空間下的圖像差異，得到該重疊部分的差異矩陣；

（2）利用前后幀之間該重疊部分的相關(guān)信息重新計算差異矩陣：以前一時刻該重疊部分中所計算的拼接縫位置為基準(zhǔn)，以水平方向向兩邊擴展，根據(jù)重疊部分內(nèi)每個像素點與該拼接縫的水平直線距離計算一個權(quán)值矩陣，將這個權(quán)值矩陣與步驟（1）得到的差異矩陣求和，結(jié)果作為該重疊部分最終的差異矩陣；所述前一時刻該重疊部分中所計算的拼接縫的初值，即初始時刻該重疊區(qū)域的拼接縫為該重疊區(qū)域的中線；

（3）根據(jù)步驟（2）得到的最終的差異矩陣，采用動態(tài)規(guī)劃算法計算拼接縫。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像拼接方法，其特征在于所述步驟（3）的具體方法為：從當(dāng)前時刻該重疊部分的上端到下端，搜索一條最優(yōu)路徑，使該最優(yōu)路徑經(jīng)過的像素點位置的圖像差異值之和最小，所述圖像差異值是指最終的差異矩陣中該像素點位置對應(yīng)的值，該最優(yōu)路徑即為該重疊部分的拼接縫；在搜索最優(yōu)路徑時，對于當(dāng)前位置像素點，不僅搜索下一行中與當(dāng)前位置相鄰的三個像素點，同時還搜索同一行中與當(dāng)前位置像素點相鄰的兩個像素點。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像拼接方法，其特征在于所述步驟（2）中根據(jù)每個像素點距離該拼接縫的水平直線距離計算一個權(quán)值矩陣的方法為：首先計算每個像素點位置距離該拼接縫的水平距離d；然后計算該像素點的權(quán)值c₂＝Ae^bd，其中A與b為預(yù)先設(shè)置的參數(shù)；則得到了由每個像素點的權(quán)值組成的權(quán)值矩陣。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像拼接方法，其特征在于所述各步驟均在FPGA中實現(xiàn)。