[發明專利]一種水下圖像拼接方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202110475923.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113160059B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張京玲;聶湛然;歐濤;吳英健;王天雷;侯飛龍;鄧俊達
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T7/11;G06T7/80;G06V10/44
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 葉潔勇

本發明公開了一種水下圖像拼接方法、裝置及存儲介質，其中方法包括獲取分別由水上攝像頭、水面攝像頭和水下攝像頭拍攝的三種圖像；對圖像進行畸變校正和圖像分割；對圖像進行特征選擇、特征提取和特征匹配；對圖像進行透視變換；對圖像進行圖像合并；能得到反映水上水下信息的超廣成像角度的圖像，能更好幫助航海員獲取更多信息；最終圖像失真率低且還原度高，能幫助航海員正確判斷水上水下情況，減少航海意外。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別是一種水下圖像拼接方法、裝置及存儲介質。

背景技術

船舶在航行過程中，如果船員錯誤判斷水下信息，容易造成船舶觸礁而發生航海意外。目前的水下圖像拼接技術更多是研究水下多鏡頭圖像拼接技術，而水上和水下圖像拼接領域因為水體和空氣間光的傳播存在折射和反射的原因，兩幅圖像的相同交匯處并沒有大量相似的特征點，因此無法正常完成圖像拼接，無法為航海員提供水上水下全方位環境信息。

發明內容

本發明的目的在于至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種水下圖像拼接方法、裝置及存儲介質。

本發明解決其問題所采用的技術方案是：

本發明的第一方面，一種水下圖像拼接方法，包括以下步驟：

獲取水上攝像頭拍攝的第一圖像、水面攝像頭拍攝的第二圖像和水下攝像頭拍攝的第三圖像；

對所述第一圖像、所述第二圖像和所述第三圖像進行畸變校正，對應得到第一校正圖像、第二校正圖像和第三校正圖像；

將所述第一校正圖像、所述第二校正圖像和所述第三校正圖像進行圖像分割，對應得到所述第一校正圖像的水上部分圖像、所述第一校正圖像的水面部分圖像、所述第二校正圖像的水上部分圖像、所述第二校正圖像的水下部分圖像、所述第三校正圖像的水面部分圖像和所述第三校正圖像的水下部分圖像；

將所述第一校正圖像中對應所述第一校正圖像的水面部分圖像的像素置零得到第一置零預處理圖像，將所述第三校正圖像中對應所述第三校正圖像的水面部分圖像的像素置零得到第三置零預處理圖像；

對所述第一置零預處理圖像、所述第二校正圖像的水上部分圖像、所述第二校正圖像的水下部分圖像和所述第三置零預處理圖像進行特征提取，對應得到第一特征矩陣、第二特征矩陣、第三特征矩陣和第四特征矩陣；

將所述第一特征矩陣和所述第二特征矩陣進行特征匹配得到第一特征匹配向量對，將所述第三特征矩陣和所述第四特征矩陣進行特征匹配得到第二特征匹配向量對；

根據所述第一特征匹配向量對將所述第一置零預處理圖像進行透視變換得到第一透視變換圖像，根據所述第二特征匹配向量對將所述第三置零預處理圖像進行透視變換得到第二透視變換圖像；

根據所述第一透視變換圖像、所述第二校正圖像的水上部分圖像、所述第二透視變換圖像、所述第二校正圖像的水下部分圖像、所述第一校正圖像的水面部分圖像和所述第三校正圖像的水面部分圖像得到最終合并圖像。

根據本發明的第一方面，所述根據所述第一透視變換圖像、所述第二校正圖像的水上部分圖像、所述第二透視變換圖像、所述第二校正圖像的水下部分圖像、所述第一校正圖像的水面部分圖像和所述第三校正圖像的水面部分圖像得到最終合并圖像具體為：將所述第一透視變換圖像和所述第二校正圖像的水上部分圖像進行圖像合并得到第一合并圖像，將所述第二透視變換圖像和所述第二校正圖像的水下部分圖像進行圖像合并得到第二合并圖像，將所述第一合并圖像和所述第二合并圖像進行圖像合并得到第三合并圖像，將所述第一校正圖像的水面部分圖像和所述第三校正圖像的水面部分圖像補全至所述第三合并圖像得到所述最終合并圖像。

根據本發明的第一方面，所述畸變校正包括以下步驟：

對第一輸入圖像標定到黑白格相間的棋盤格中進行標定處理，得到標定圖像；