本發(fā)明涉及一種大幅面皮革圖像拼接方法。

背景技術(shù)：

圖像拼接就是將一幅或者多幅相鄰有重合部分的圖像，通過一系列算法，無縫拼合成為一幅圖像的過程。圖像拼接前，需要對圖像進(jìn)行特征提取，特征點(diǎn)檢測等等。本發(fā)明中的皮革圖像，將棋盤格作為參照，提取棋盤格的特征，用作圖像拼接。

皮革材料制成的一般流程是排料、切割，所以對于皮革自動化的實(shí)現(xiàn)，首要是獲取皮革的輪廓。而現(xiàn)實(shí)操作中，不同動物皮革大小不一，皮革圖像一次性獲取也存在難易不一的情況。大型動物如牛的皮，無法通過一次性拍攝獲取圖像，則需要進(jìn)行圖像拼接，獲取完整的圖像。而小型動物如兔子的皮毛，則可以通過一次拍攝獲取圖像。因此，大幅面的皮革圖像的拼接和輪廓提取系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

在圖像拼接過程中，需要進(jìn)行圖像特征的配準(zhǔn)。圖像配準(zhǔn)就是根據(jù)一系列算法，將多幅圖像進(jìn)行匹配的過程。配準(zhǔn)的過程就是先提取兩幅圖像的特征點(diǎn)，進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，找到特征點(diǎn)對，再根據(jù)坐標(biāo)變換，進(jìn)行圖像匹配。點(diǎn)、線、面都是常用的圖像特征，其中，提取圖像中的特征點(diǎn)是使用中最為廣泛的。利用圖像中的特征進(jìn)行配準(zhǔn)，可以提高圖像配準(zhǔn)的速度。本文將棋盤格的特征檢測，用于圖像拼接，能夠提高圖像拼接的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有皮革拼接技術(shù)的大型動物皮無法通過一次性拍攝獲取圖像的問題，本發(fā)明提供了一種有效提高規(guī)劃效率的大幅面皮革圖像拼接算法。

本發(fā)明的大幅面皮革圖像拼接方法，包括以下步驟：

1)、兩幅圖像分別在四角及重復(fù)區(qū)域設(shè)置棋盤格。在每幅圖像貼6個(gè)棋盤格，上下各三個(gè)。分別位于圖像的四角以及圖像的重復(fù)區(qū)域。

2)、依次進(jìn)行harris角點(diǎn)檢測；

3)、對重復(fù)區(qū)域的棋盤格角點(diǎn)進(jìn)行擬合；

4)、選擇對應(yīng)角點(diǎn)進(jìn)行匹配；

5)、對圖像特征點(diǎn)進(jìn)行矩陣變換，計(jì)算對應(yīng)關(guān)系；

6)、進(jìn)行坐標(biāo)投影變換，得到拼接的圖像。

進(jìn)一步，所述步驟(3)由以下步驟組成：

(3.1)設(shè)定包圍域：根據(jù)棋盤格角點(diǎn)x、y坐標(biāo)的最大值和最小值，設(shè)定包圍域。四周圍繞的直線ab、bc、cd、da即為一個(gè)包圍域。設(shè)定一個(gè)空棧，用于存放單獨(dú)的點(diǎn)。擬合直線數(shù)量為0；

(3.2)計(jì)算棋盤格邊長：計(jì)算角點(diǎn)中兩兩坐標(biāo)之間的距離。最小距離a即為棋盤格邊長。距離范圍設(shè)定為[0,a)；

(3.3)設(shè)定誤差s：因?yàn)楦鹘屈c(diǎn)之間，位置可能識別存在誤差。因此需要設(shè)定誤差s。以一邊，初始bc為標(biāo)準(zhǔn)，作為當(dāng)前直線；

(3.4)判斷棧是否空，空，則進(jìn)入第3.6步，非空，則進(jìn)行第3.9步；

(3.5)計(jì)算各點(diǎn)到當(dāng)前直線的距離；

(3.6)計(jì)算距離在設(shè)定范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)量，若只有一個(gè)點(diǎn)，進(jìn)入步驟3.7。若有兩個(gè)及以上點(diǎn)，距離范圍最大值減a，進(jìn)入步驟3.8；

(3.7)入棧。判斷擬合直線數(shù)量是否為0，若是，進(jìn)入距離范圍最大值加a，若不是，進(jìn)入第3.9步；

(3.8)選取兩個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出直線。擬合直線數(shù)量加1。以該直線作為當(dāng)前直線。若擬合出的直線數(shù)量為5，進(jìn)入第3.10步，若進(jìn)入步驟3.5；

(3.9)以當(dāng)前直線為標(biāo)準(zhǔn)，由于棋盤格之間的直線都是平行關(guān)系?？梢愿鶕?jù)當(dāng)前直線和棧中的點(diǎn)，計(jì)算出過點(diǎn)的直線。棧中的點(diǎn)出棧。進(jìn)入步驟3.6；

(3.10)根據(jù)擬合出的直線，能夠確定棋盤格的各個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)4條直線，能夠確定棋盤格的范圍，因此能夠確定棋盤格的四角。

進(jìn)一步，所述步驟(4)由以下步驟組成：

(4.1)兩幅圖像重復(fù)部分的四個(gè)棋盤格的最大包圍域的四個(gè)角點(diǎn)，即為對應(yīng)角點(diǎn)；

(4.2)角點(diǎn)標(biāo)記：將兩幅圖像相互對應(yīng)的角點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。

進(jìn)一步，對于步驟4)選擇對應(yīng)棋盤格角點(diǎn)進(jìn)行匹配時(shí)，圖像重復(fù)區(qū)域中的4對棋盤格，每對棋盤格中只找一對角點(diǎn)進(jìn)行匹配并標(biāo)記，得到計(jì)算變換所需要的4對點(diǎn)。

進(jìn)一步，所述步驟(5)由以下步驟組成：

(5.1)通過4對對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到變換矩陣，公式如下；

(5.2)將系數(shù)矩陣lu分解，來求解方程組，計(jì)算出m11-m32這8個(gè)參數(shù)；

進(jìn)一步，所述步驟(6)圖像拼接，根據(jù)步驟(5)中計(jì)算出的8個(gè)變換參數(shù)，構(gòu)造拼接投影變換矩陣，利用投影變換矩陣將第一幅圖像投影變換到第二幅圖像上完成圖像拼接。拼接投影變換公式如下：

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是：對于大幅面皮革，無法通過一次性拍攝獲取圖像，則需要進(jìn)行圖像拼接，獲取完整的圖像，本發(fā)明獲取皮革圖像時(shí)將棋盤格作為參照，提取棋盤格的特征點(diǎn)，并進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，計(jì)算出圖像拼接投影變換矩陣，從而實(shí)現(xiàn)大幅面皮革圖像的拼接。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：匹配用時(shí)短，算法效率高，算法穩(wěn)定性較好，避免全部特征點(diǎn)進(jìn)行匹配。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總的流程圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參照圖1，大幅面皮革圖像拼接方法，包括以下步驟：

1)、兩幅圖像分別在四角及重復(fù)區(qū)域貼棋盤格。在每幅圖像貼6個(gè)棋盤格，上下各三個(gè)。分別位于圖像的四角以及圖像的重復(fù)區(qū)域。

2)、依次進(jìn)行harris角點(diǎn)檢測；

3)、對重復(fù)區(qū)域的棋盤格角點(diǎn)進(jìn)行擬合。過程如下：

(3.1)設(shè)定包圍域：根據(jù)棋盤格角點(diǎn)x、y坐標(biāo)的最大值和最小值，設(shè)定包圍域。四周圍繞的直線ab、bc、cd、da即為一個(gè)包圍域。設(shè)定一個(gè)空棧，用于存放單獨(dú)的點(diǎn)。擬合直線數(shù)量為0；

(3.2)計(jì)算棋盤格邊長：計(jì)算角點(diǎn)中兩兩坐標(biāo)之間的距離。最小距離a即為棋盤格邊長。距離范圍設(shè)定為[0,a)；

(3.3)設(shè)定誤差s：因?yàn)楦鹘屈c(diǎn)之間，位置可能識別存在誤差。因此需要設(shè)定誤差s。以一邊，初始bc為標(biāo)準(zhǔn)，作為當(dāng)前直線；

(3.4)判斷棧是否空，空，則進(jìn)入第3.6步，非空，則進(jìn)行第3.9步；

(3.5)計(jì)算各點(diǎn)到當(dāng)前直線的距離；

(3.6)計(jì)算距離在設(shè)定范圍內(nèi)的點(diǎn)數(shù)量，若只有一個(gè)點(diǎn)，進(jìn)入步驟3.7。若有兩個(gè)及以上點(diǎn)，距離范圍最大值減a，進(jìn)入步驟3.8；

(3.7)入棧。判斷擬合直線數(shù)量是否為0，若是，進(jìn)入距離范圍最大值加a，若不是，進(jìn)入第3.9步；

(3.8)選取兩個(gè)點(diǎn)，計(jì)算出直線。擬合直線數(shù)量加1。以該直線作為當(dāng)前直線。若擬合出的直線數(shù)量為5，進(jìn)入第3.10步，若進(jìn)入步驟3.5；

(3.9)以當(dāng)前直線為標(biāo)準(zhǔn)，由于棋盤格之間的直線都是平行關(guān)系?？梢愿鶕?jù)當(dāng)前直線和棧中的點(diǎn)，計(jì)算出過點(diǎn)的直線。棧中的點(diǎn)出棧。進(jìn)入步驟3.6；

(3.10)根據(jù)擬合出的直線，能夠確定棋盤格的各個(gè)角點(diǎn)坐標(biāo)。根據(jù)4條直線，能夠確定棋盤格的范圍，因此能夠確定棋盤格的四角。

4)、選擇對應(yīng)角點(diǎn)進(jìn)行匹配。過程如下：

(4.1)兩幅圖像重復(fù)部分的四個(gè)棋盤格的最大包圍域的四個(gè)角點(diǎn)，即為對應(yīng)角點(diǎn)；

(4.2)角點(diǎn)標(biāo)記：將兩幅圖像相互對應(yīng)的角點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記。

5)、對圖像特征點(diǎn)進(jìn)行矩陣變換，計(jì)算對應(yīng)關(guān)系。過程如下：

(5.1)通過4對對應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得到變換矩陣，公式如下；

(5.2)將系數(shù)矩陣lu分解，來求解方程組，計(jì)算出m11-m32這8個(gè)參數(shù)；

6)、進(jìn)行坐標(biāo)投影變換，得到拼接的圖像。

(6.1)根據(jù)步驟(5)中計(jì)算出的8個(gè)變換參數(shù)，構(gòu)造拼接投影變換矩陣，利用投影變換矩陣將第一幅圖像投影變換到第二幅圖像上完成圖像拼接。拼接投影變換公式如下：

。