專利名稱：一種圖像拼接方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤指 一 種圖像拼接方法及裝置。
背景技術(shù)：
視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越扮演重要的角色，對于一些突發(fā)事件，可以通過分析視頻監(jiān)控系統(tǒng)記錄下的視頻，找到合適的依據(jù)確定事情的責(zé)任以及確定參與的人員，以達(dá)到監(jiān)控的目的。
現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，每個(gè)攝像頭都將自身監(jiān)視區(qū)域拍攝到的視頻信息傳輸給監(jiān)控機(jī)房，實(shí)現(xiàn)視頻信息共享，并在電視屏幕墻上顯示各個(gè)監(jiān)視區(qū)域的狀況。
目前，每個(gè)攝像頭上傳的視頻圖像之間沒有關(guān)系，是相互獨(dú)立的。這樣，一個(gè)目標(biāo)從一個(gè)監(jiān)視區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)監(jiān)視區(qū)域(比如在一個(gè)拐角處)時(shí)，在電視屏幕墻上反映出來的情況并不是一個(gè)非常直觀的過程，只能依靠工作人員對攝像頭的布局非常熟悉，才能很快反應(yīng)出目標(biāo)的移動(dòng)過程及所處位置，目前的監(jiān)控系統(tǒng)中，對于這種由監(jiān)控同一場景不同角度的攝像頭上傳的視頻信息，不能直觀地在電視屏幕墻上顯示，增加了工作人員的工作負(fù)擔(dān)，監(jiān)控系統(tǒng)本身的使用靈活性也受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種圖像拼接方法，能夠保證監(jiān)控視頻的直觀性，提高監(jiān)控系統(tǒng)的使用靈活性，減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種圖像拼接裝置，能夠保證監(jiān)控視頻的直觀性，提高監(jiān)控系統(tǒng)的使用靈活性，減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的
4一種圖像拼接方法，該方法包括以下步驟 將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同 一平面上；
分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)行特征提取，對提取的 不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合位置； 拼合匹配好位置的圖像。 該方法之前還包括對所述攝像頭進(jìn)行標(biāo)定。 所述攝像頭為兩個(gè)，對所述攝像頭進(jìn)行標(biāo)定具體包括 將兩個(gè)攝像頭安裝在同 一 高度；
以監(jiān)控場景的中心處截面為基準(zhǔn)，分別將兩個(gè)攝像頭按照相反的方向旋 轉(zhuǎn)同樣一個(gè)角度；
兩個(gè)攝像頭選用同樣的俯角。
所述將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同 一平面上具體包括對所述攝像 頭的拍攝平面按照下式進(jìn)行坐標(biāo)變換
,其中，x，， y，為變換后的坐標(biāo)，x, y為變換前的
坐標(biāo)，mi m9為攝像頭標(biāo)定參數(shù)。
所述特征提取的方法為提取不同攝像頭拍攝到的重疊區(qū)域的圖像的邊緣 特征，對這些邊緣特征進(jìn)行排序，選取梯度較強(qiáng)的邊緣為匹配特征。
對于選取的不同攝像頭對應(yīng)的邊緣二值圖像，根據(jù)邊緣點(diǎn)在其它圖像中 的位置獲取代價(jià)函數(shù)的取值。
所述圖像拼合位置為代價(jià)函數(shù)最小的重疊位置。
所述拼合匹配好位置的圖像具體包括
對于重疊區(qū)域采用下式進(jìn)行拼合
W, (X)W, (>)/, (X,力+ w2 0)w2 (力/2 0,力 w, (x)w, 0) + w2(x)w20)
其中，I為拼合后的圖像，^和/2分別為攝像頭1和2拍攝的圖像，w(x)為線性權(quán)值函數(shù)，重疊區(qū)域的圖像中央為1，邊界處為0。
一種圖像拼合裝置，該裝置包括圖像校正模塊、特征提取模塊、特征匹
配模塊和圖像拼合模塊，其中，
圖像校正模塊，用于將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同一平面上。通
過分別對不同攝像頭的拍攝平面進(jìn)行坐標(biāo)變換，這里所說的攝像頭是預(yù)先標(biāo)
定了攝像頭參數(shù)的；
特征提取模塊，用于分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)
行特征提取；
特征匹配模塊，用于對提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合 位置；
圖像拼合模塊，用于拼合匹配好位置的圖像。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同 一平 面上，分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)行特征提取，再對 提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合位置，最后拼合匹配好位置 的圖像。通過本發(fā)明方案，將監(jiān)控同一場景不同角度的攝像頭在顯示圖像信 息上直觀的聯(lián)系起來，讓工作人員非常直觀地看到了監(jiān)控效果。保證了監(jiān)控 視頻的直觀性，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的使用靈活性，減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)。


圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)圖像拼接的方法的流程圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)圖像拼接的裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉 實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)圖像拼接的方法的流程圖，如圖1所示，包括 步驟100:將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同 一平面上。由于安裝在不同位置的攝像頭的拍攝角度不一樣，首先，需要對攝像頭 進(jìn)行標(biāo)定即對攝像頭的拍攝角度以及高度進(jìn)行測量。
為了減小難度，以能拍攝到同 一監(jiān)控場景的位于不同位置的兩個(gè)攝像頭
為例進(jìn)行描述?？梢詫蓚€(gè)攝像頭安裝在同一高度；以監(jiān)控場景的中心處截 面為基準(zhǔn)，分別將兩個(gè)攝像頭按照相反的方向旋轉(zhuǎn)同樣一個(gè)角度；兩個(gè)攝像 頭選用同樣的俯角。具體如何更加精確的設(shè)定上述攝像頭參數(shù)，屬于本領(lǐng)域 技術(shù)人員的公知常識，比如可以在場景中放置標(biāo)桿標(biāo)線等參考物.這里不再贅述。
然后，對拍攝到的圖像按照標(biāo)定的攝像頭參數(shù)，對其進(jìn)行精確的投影， 投影面為兩個(gè)攝像頭夾角的中心截面的垂直平面，使得兩個(gè)攝像頭拍攝到的 場景圖像處于同一個(gè)平面上，為了達(dá)到這個(gè)目的，分別對兩個(gè)攝像頭的拍攝 平面按照公式(1)進(jìn)行坐標(biāo)變換
附！附2附3X
少=附4柳5附6少
1m7附8附91
(1)
其中，x，， y，為變換后的坐標(biāo)，x， y為變換前的坐標(biāo)，m, m9為攝像 頭標(biāo)定參數(shù)。公式(1)中mi m9分別表示坐標(biāo)變換中平移、旋轉(zhuǎn)以及縮放 作用的系數(shù)組合，m, m9如何取值，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的慣用技術(shù)手段， 這里不再贅述。
通過步驟100，將不同攝像頭拍攝到的同一監(jiān)控場景圖像校正到了同一 個(gè)平面上。
步驟101:分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)行特征提取。
為了減少計(jì)算量并消除兩幅圖像之間的光照差異，本步驟中采用邊緣圖 像的相互方差來獲得兩幅圖像交叉區(qū)域的參數(shù)，具體實(shí)現(xiàn)包括
選定重疊區(qū)域即不同攝像頭能拍攝到的相同的監(jiān)控區(qū)域，從攝像頭安裝 時(shí)可以容易得到重疊區(qū)域的大概范圍；提取不同攝像頭拍攝到的重疊區(qū)域的圖像的邊緣特征如用Canny算子 提取，同時(shí)對這些邊緣特征進(jìn)行排序，選取梯度較強(qiáng)(比如大于某預(yù)設(shè)值) 的一些邊緣為匹配特征，具體實(shí)現(xiàn)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員慣用技術(shù)手段，這里 不再贅述。大致為對于選取的不同攝像頭對應(yīng)的邊緣二值圖像，根據(jù)邊緣 點(diǎn)在其它圖像中的位置獲取代價(jià)函數(shù)的取值。以兩個(gè)攝像頭為例，將得到兩 幅邊緣二值圖像假定記為圖像1和圖像2，首先記錄圖像1中所有為邊緣點(diǎn) 的位置，統(tǒng)計(jì)在圖像2中這些位置是否為邊緣點(diǎn)，如果為邊緣點(diǎn)則代價(jià)函數(shù) 加1，否則代價(jià)函數(shù)為0;然后記錄圖像2中所有邊緣點(diǎn)的位置，將這些位 置映射到圖像1中，如果為邊緣點(diǎn)則代價(jià)函數(shù)加1,否則代價(jià)函數(shù)為0。其 中，代價(jià)函數(shù)是簡單的數(shù)值累加。
步驟102:對提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合位置。
本步驟中，選取代價(jià)函數(shù)最小的重疊位置為圖像拼合的位置，實(shí)現(xiàn)對于 一定范圍內(nèi)進(jìn)行重疊區(qū)域的移動(dòng)。
步驟103:拼合匹配好位置的圖像。
本步驟中對于重疊區(qū)域采用公式(2)來進(jìn)行拼合
"x少)=w, (X)W, (>)/, (X,力+ w2 (x)w2 (力/2 0，力 (2)
其中，I為拼合后的圖像，/,和/2分別為攝像頭1和2拍攝的圖像，w(x) 為線性權(quán)值函數(shù)，重疊區(qū)域的圖像中央為1，邊界處為0。中央點(diǎn)到邊界點(diǎn) 是一個(gè)線性關(guān)系取值即w (x)。
利用本發(fā)明的拼合方法，有效地避免了由于光照條件的一些差異，在圖 像拼合處產(chǎn)生圖像的不連續(xù)現(xiàn)象，保證了拼合后生成的全圖的視覺效果。
圖2是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)圖像拼接的裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā) 明裝置包括圖像校正模塊、特征提取模塊、特征匹配模塊和圖像拼合模塊， 其中，
圖像校正模塊，用于將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同一平面上。通
過分別對不同攝像頭的拍攝平面進(jìn)行坐標(biāo)變換，這里所說的攝像頭是預(yù)先標(biāo)
8定了攝像頭參數(shù)的。
特征提取模塊，用于分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn) 行特征提取。
特征匹配模塊，用于對提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合 位置。
圖像拼合模塊，用于拼合匹配好位置的圖像。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范 圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種圖像拼接方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同一平面上；分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)行特征提取，對提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合位置；拼合匹配好位置的圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拼接方法，其特征在于，該方法之前還 包括對所述攝像頭進(jìn)行標(biāo)定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述攝像頭為 兩個(gè)，對所述攝像頭進(jìn)行標(biāo)定具體包括將兩個(gè)攝像頭安裝在同 一 高度；以監(jiān)控場景的中心處截面為基準(zhǔn)，分別將兩個(gè)攝像頭按照相反的方向旋 轉(zhuǎn)同樣一個(gè)角度；兩個(gè)攝像頭選用同樣的俯角。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述將不同攝 像頭拍攝到的圖像校正到同 一平面上具體包括對所述攝像頭的拍攝平面按照 下式進(jìn)行'坐標(biāo)變換<formula>formula see original document page 2</formula>其中，x，， y，為變換后的坐標(biāo)，x, y為變換前的坐標(biāo)，m, m9為攝像頭標(biāo)定參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述特征 提取的方法為提取不同攝像頭拍攝到的重疊區(qū)域的圖像的邊緣特征，對這些 邊緣特征進(jìn)行排序，選取梯度較強(qiáng)的邊緣為匹配特征。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像拼接方法，其特征在于，對于選取的不 同攝像頭對應(yīng)的邊緣二值圖像，根據(jù)邊緣點(diǎn)在其它圖像中的位置獲取代價(jià)函 數(shù)的取值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述圖像拼合 位置為代價(jià)函數(shù)最小的重疊位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1活所述的圖像拼合方法，其特征在于，所述拼合匹 配好位置的圖像具體包括對于重疊區(qū)域采用下式進(jìn)行拼合<formula>formula see original document page 3</formula>其中，I為拼合后的圖像，/,和/2分別為攝像頭1和2拍攝的圖像，w(x) 為線性權(quán)值函數(shù)，重疊區(qū)域的圖像中央為1，邊界處為0。
9. 一種圖像拼合裝置，其特征在于，該裝置包括圖像校正模塊、特征提取模塊、特征匹配模塊和圖像拼合模塊，其中，圖像校正模塊，用于將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同一平面上。通 過分別對不同攝像頭的拍攝平面進(jìn)行坐標(biāo)變換，這里所說的攝像頭是預(yù)先標(biāo)定了攝像頭參數(shù)的；特征提取模塊，用于分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)行特征提??；特征匹配模塊，用于對提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合位置；圖像拼合模塊，用于拼合匹配好位置的圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種圖像拼合方法及裝置，本發(fā)明方案將不同攝像頭拍攝到的圖像校正到同一平面上，分別對不同攝像頭拍攝角度相重疊的區(qū)域的圖像進(jìn)行特征提取，再對提取的不同特征進(jìn)行特征匹配，以獲得圖像拼合位置，最后拼合匹配好位置的圖像。通過本發(fā)明方案，將監(jiān)控同一場景不同角度的攝像頭在顯示圖像信息上直觀的聯(lián)系起來，讓工作人員非常直觀地看到了監(jiān)控效果。保證了監(jiān)控視頻的直觀性，提高了監(jiān)控系統(tǒng)的使用靈活性，減輕了工作人員的工作負(fù)擔(dān)。
文檔編號G06T7/00GK101499166SQ20091008023
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月16日
發(fā)明者諶安軍 申請人:北京中星微電子有限公司