[發明專利]一種搜跟系統中航拍視頻的快速自動拼接技術

有效

• 申請號: 201310721570.5
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103745449A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 顧國華;韓魯;劉恒建;劉琳;廖逸琪;錢惟賢;任侃
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T3/40;G06T7/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種搜跟系統中航拍視頻的快速自動拼接技術，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將航拍視頻序列中連續兩幀彩色圖像I和J轉化成灰度圖像I_g和J_g，并記錄幀序號Z和Z+1；

步驟二：利用圖像三值化方法對灰度圖像I_g進行三值化處理獲得三值化圖像，利用邊緣檢測sobel算子提取三值化圖像的邊緣特征信息獲得邊緣特征信息圖像I_f，使用Harris算法提取邊緣特征信息圖像I_f的特征點，在提取三值化圖像邊緣特征信息的過程中，設定sobel算子的邊緣檢測閾值為S₁和S₂，S₁代表水平方向的邊緣計算參數閾值，S₂代表垂直方向的邊緣計算參數閾值；

步驟三：利用光流金字塔（KLT）算法計算光流，完成灰度圖像I_g和J_g的特征點匹配；

步驟四：結合DLT算法和RANSAC算法計算得出彩色圖像I和J的最優單應性矩陣H_I,J和圖像拼接的修正矩陣H'_z，并求解出圖像拼接的修正幾何轉換矩陣P；

步驟五：利用修正幾何轉換矩陣P對彩色圖像J進行圖像修正得到圖像J'，設置一個長寬為彩色圖像J長寬兩倍的黑色背景，將修正后的圖像J'的像素信息J'(x',y')貼至黑色背景中，完成圖像全景的拼接；

步驟六：將當前幀圖像的單應性矩陣H_I,J與已保存的前幀圖像的單應性矩陣H_I-1,I比較，將準確匹配的特征點對數目N與特征點對數目閾值N_f進行比較，根據比較結果動態調整圖像三值化的上下限閾值T₁和T₂以及sobel算子的邊緣檢測的閾值S₁和S₂。

2.如權利要求1所述的搜跟系統中航拍視頻的快速自動拼接技術，其特征在于，所述步驟一中，采用亮度公式將彩色圖像I和J轉換成只包含亮度信息的灰度圖像I_g和J_g。

3.如權利要求1所述的搜跟系統中航拍視頻的快速自動拼接技術，其特征在于，步驟二中，

所述獲得三值化圖像的計算方法如公式（1）所示，

p[x,y]=0,p[x,y]<T1p[x,y],T1<p[x,y]<T2p[x,y]=1,p[x,y]>T2---(1)]]>

式（1）中，p[x,y]是灰度圖像I_g中坐標為(x,y)處的像素值，T₁和T₂為圖像三值化的上下限閾值；

所述使用Harris算子提取邊緣特征圖像I_f的特征點的計算過程如下：

3.1計算像素點p[x,y]的相關矩陣M，計算方法如公式（2）所示，

M=Σx,yw(x,y)Ix2IxIyIxIyIy2=w(x,y)⊗Ix2IxIyIxIyIy2---(2)]]>

式（2）中，w(x,y)是窗口大小為w*w的高斯權重函數，I_x代表行方向的導數，I_y代表列方向的導數；

3.2計算像素點p[x,y]的特征點響應R(x,y)，計算方法如公式（3）所示，

R(x,y)＝detM-k′*(traceM)²?????（3）

式（3）中，detM代表相關矩陣M行列式的值，traceM代表相關矩陣M的跡，k′為常數；

3.3根據公式（4）判斷像素點p[x,y]是否為特征點，如果像素點p[x,y]的特征點響應R(x,y)滿足公式（4），則像素點p[x,y]為特征點，將像素點p[x,y]放入特征點集合D中，

[R(x,y)≥R(x',y')]∩[R(x,y)≥0.01R_max]???(4)

式（4）中，R(x',y')代表窗口w*w中除像素點p[x,y]之外的其它像素點的特征點響應，R_max為邊緣特征信息圖像I_f中的最大特征點響應。