[發明專利]基于圍繞漸變拼縫區域平面掃描的視頻拼接方法

有效

• 申請號: 201510224858.0
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN104794683A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 劉煜;李靖;張政;張茂軍;賴世銘
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 胡偉華

1.一種基于圍繞漸變拼縫區域平面掃描的視頻拼接方法，其特征在于包括以下步驟：

S1.沿基線方向矯正相鄰的兩幅視頻幀，將兩幅圖像之間的二維偏移關系簡化到水平方向；

S2.在S1中得到的矯正后圖像的重疊區域運行基于圖像差異和潛在匹配不確定性的漸變拼縫選擇算法；

S3.以在S2中得到的漸變拼縫為中心取一定寬度的窄帶狀區域，在該區域運行平面掃描算法，得到拼縫位置的像素偏移；

S4.將S3中得到的拼縫位置的像素偏移線性擴散到重疊區域的其他部分，并根據整個重疊區域的偏移對圖像進行形變；

S5.融合重疊區域的圖像，并與非重疊區域的圖像組合得到當前一組視頻幀的拼接圖像。

2.根據權利要求1所述的基于圍繞漸變拼縫區域平面掃描的視頻拼接方法，其特征在于：所述步驟S1的具體方法包括：

對于兩臺已完成標定的攝像機，其內參數矩陣K₁，K₂，以及兩攝像機之間的旋轉矩陣R＝[r₁,r₂,r₃]和平移向量T已知，則被拍攝場景中的一點P在兩相機坐標系中坐標X_C1與X_C2的關系為

X_C1＝RX_C2+T

圖像矯正需要將兩相機坐標系變換為新的具有平行光軸的兩個虛擬相機坐標系下，兩虛擬相機坐標系的基向量在第一臺攝像機坐標系下的表述均為：

rx=T||T||ry′=[0,0,1]T×r3ry=ry′||ry′||rz=rx×ry]]>

其中||·||表示取向量模；則兩虛擬相機坐標系的旋轉矩陣均為R_V＝[r_x,r_y,r_z]，平移向量分別為0與T；則P點在兩虛擬相機坐標系中的坐標X_VC1，X_VC2與對應的原攝像機坐標系中的坐標X_C1，X_C2之間的變換關系為：

XC1=RVXVC1XC2=RT(XC1-T)=RT(RVXVC2+T-T)=RTRVXVC2]]>

設P點在兩攝像機的圖像坐標系中的坐標分別為X₁＝(x₁,y₁,1)^T，X₂＝(x₂,y₂,1)^T，則有：

zc1X1=K1XC1zc2X2=K2XC2]]>

其中，z_c1與z_c2分別為點P在兩攝像機坐標系中的深度坐標，是未知量；上式等價于：

X1∝K1XC1X2∝K2XC2]]>

其中，∝表示等比關系；設兩虛擬攝像機的內參數矩陣均為K_V，則兩虛擬攝像機的圖像坐標X_V1＝(x_v1,y_v1,1)^T，X_v2＝(x_v2,y_v2,1)^T與對應的真實攝像機的圖像坐標X₁，X₂之間變換關系為：

X1∝K1RVKV-1XV1X2∝K1RTRVKV-1XV1]]>

使用上式變換每一組視頻幀，得到矯正后的兩幅圖像I₁和I₂，此時，兩幅圖像I₁和I₂之間的只有水平方向的偏移。