像拼接融合技术
由于摄像设备的机械限制,要得到广阔视角的 场景,就需要将不同角度的成像进行平滑无缝的连 接。图像拼接技术即是将一组相互间存在重叠区域 的图像序列实施配准,融合成1幅包含这组图像序 列信息的宽视野的、完整的新图像。图像间的配准, 是通过2幅具有重叠区域图像间重叠区域的匹配特 征点对的位置关系,估计图像问的点变换关系,然 后按变换关系,进行拼接。将对2幅图像采样到 1 幅更大的空白图像中,并在采样的过程中,在2幅 图像的交接边界处进行颜色平滑过渡,完成融合处 理,形成一幅融合的包含幅图像信息的新图像。
图像拼接融合技术的视频流通常可分为2种; 一种为单摄像机采集的序列视频流,其一是将运动 摄像机的视频序列图像以最大25帧/s的速率进行 解帧,对单帧视频图像进行预处理后,利用序列中 图像间的相关性,对图像进行配准,对配准后的图 像进行拼接,形成一个大视场范围的全景图,拼接 效果如图2。其中,上图为视频流中截取的5帧图 像,下图为视频拼接融合后的视频流中的一帧图像。 其二为360。环状全景镜头拍摄的环状扭曲全景图 像,如图3(a),其转换后图像如图3(b)。另一种为多路以某种相对位置固定安装的,且相邻镜头具有 一定重叠场景的摄像头组同时采集的多路视频流, 装置特例如图4、图5。图4为十二面体阵列、11 个摄像机,每个摄像机与其邻接所有摄像机之间均 有重叠覆盖区域,其视场拼接后视场可达到水平 360。,俯仰270。;图5为水平相邻固定夹角6O。
阵列均布的6个摄像机,其单个摄像机视场水平方 向应大于60。,以保证水平方向两两摄像机视场有 一定的重叠区域,该装置完全覆盖视场达到水平 360。,俯仰45。。拼接流程采用对两两相邻摄像 机视频流的重叠区域进行加权融合拼接而成全景视 频图像。
为减少同一物体在不同图像中其灰度均值也会 有不同程度偏移的影响,以及各种拍摄时的噪声对 图像的匹配造成的影响,在进行图像拼接融合前, 一般都要进行必要的图像预处理。预处理通常采用 边缘检测的方法提取图像的边缘,使图像的轮廓更 为清晰,边缘提取算子采用Sobel算子、Canny算 子或高斯的拉普拉斯算子等。 |