一种基于插值过渡的图像拼接方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于插值过渡的图像拼接方法，包括以下步骤：S1、获得具有重叠区域的第一图像和第二图像；S2、将第一图像分割为第一特征图像和第一重叠图像，将第二图像分割为第二特征图像和第二重叠图像；S3、分别根据第一重叠图像和第二重叠图像分别建立第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标。本发明提供的基于插值过渡的图像拼接方法，将第一图像和第二图像的重叠区域分割出来进行均值处理，保证了拼接图像时，第一特征图像和第二特征图像可通过均值处理后的重叠图像平滑过渡，避免了不同图像拼接造成的画面锐化问题。
【专利说明】
-种基于插值过渡的图像拼接方法
技术领域
[0001] 本发明设及图像处理技术领域，尤其设及一种基于插值过渡的图像拼接方法。
【背景技术】
[0002] 图像拼接是图像处理技术中一种常见的且必不可少的图像处理方法。目前，图像 拼接主要采用的是不同图像中相同的图像特征相互重叠的方法。运种方法相当于将一幅图 像中的重叠区域共用，并将另一幅图像中的重叠区域抛弃，从而，将两幅图像拼接。如此，拼 接后的图像的拼接区域没有过渡，如果两幅图像的色差较大的情况下，会导致拼接后的图 像平滑度低，图像整体效果差。
【发明内容】
[0003] 基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种基于插值过渡的图像拼接方 法。
[0004] 本发明提出的一种基于插值过渡的图像拼接方法，包括W下步骤：
[0005] S1、获得具有重叠区域的第一图像和第二图像；
[0006] S2、将第一图像分割为第一特征图像和第一重叠图像，将第二图像分割为第二特 征图像和第二重叠图像；
[0007] S3、分别根据第一重叠图像和第二重叠图像分别建立第一重叠图像像素坐标和第 二重叠图像像素坐标，并对第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标中各对应的像 素点求取均值，根据均值建立重叠图像均值像素坐标；
[000引S4、根据第一特征图像和第一重叠图像相对位置将第一特征图像中各像素点映射 到重叠图像均值像素坐标所在坐标系中形成第一特征图像像素坐标，并根据第二特征图像 和第二重叠图像相对位置将第二特征图像中各像素点映射到重叠图像均值像素坐标所在 坐标系中形成第二特征图像像素坐标；
[0009] S5、在第一特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标之间插入第一过渡区域， 在第二特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标之间插入第二过渡区域；
[0010] S6、通过中值求均法，根据第一特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标中相 互靠近的边界线上的像素点的像素值获得第一过渡区域中各像素点的像素值，并根据第二 特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标中相互靠近的边界线上的像素点的像素值获 得第二过渡区域中各像素点的像素值；
[0011] S7、将第一特征图像像素坐标、第一过渡区域、重叠图像均值像素坐标、第二过渡 区域和第二特征图像像素坐标依次拼接形成拼接图像像素坐标，并根据拼接图像像素坐标 还原生成拼接图像。
[0012] 优选地，第一过渡区域和第二过渡区域包含的像素点列数均为2D-l，n为大于0的 正整数。
[0013] 优选地，第一特征图像像素坐标靠近第一过渡区域侧的像素点坐标为(X，Y)，重叠 图像均值像素坐标靠近第一过渡区域侧的像素点坐标为(X+2n，Y)，第一过渡区域中间列的 像素坐标为(X巧n-i，Y)，贝1
，其中，T(X,Y)为第一特征图像像素坐 标中像素点(X，Y)的像素值疋、一为重叠图像均值像素坐标中像素点(X+2n，Y)的像素值； 然后根据像素点(X，Y)和(X+2n-i，Y)可推算第一过渡区域中像素点(X+2n^2，Y)像素值，根据 像素点(X+2n-i，Y)和(X+2n，Y)可推算第一过渡区域中像素点(X+3X2n-i，Y)像素值，依次类 推，可完成第一过渡区域各像素点像素值的填充。
[0014]优选地，重叠图像均值像素坐标靠近第二过渡区域侧的像素点坐标为(X，Y)，第二 特征图像像素坐标靠近第二过渡区域侧的像素点坐标为(X+2n，Y)，第二过渡区域中间列的 像素坐标为(X巧n-i，Y)，则：
'其中，T(x,y)为重叠图像均值像素坐 标中像素点(X，Y)的像素值，为第二特征图像像素坐标中像素点(X+2d，Y)的像素值； 然后根据像素点(X，Y)和(X+2n-i，Y)可推算第二过渡区域中像素点(X+2n^2，Y)像素值，根据 像素点(X+2n-i，Y)和(X+2n，Y)可推算第二过渡区域中像素点(X+3X2n-i，Y)像素值，依次类 推，可完成第二过渡区域各像素点像素值的填充。
[001引优选地，n兰3。
[0016] 优选地，步骤S3中第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标中各重叠像素 点采用相同的坐标位置。
[0017] 本发明提供的基于插值过渡的图像拼接方法，将第一图像和第二图像的重叠区域 分割出来进行均值处理，保证了拼接图像时，第一特征图像和第二特征图像可通过均值处 理后的重叠图像平滑过渡，避免了不同图像拼接造成的画面锐化问题。
[0018] 本发明中，在第一特征图像和重叠图像之间通过中值求均法插入第一过渡区域， 在第二特征图像和重叠图像之间通过中值求均法插入第二过渡区域。第一过渡区域保证了 第一特征图像和重叠图像的衔接自然性，第二过渡区域保证了第二特征图像和重叠区域的 衔接自然性。第一过渡区域和第二过渡区域的插入进一步保证了图像拼接的质量。
[0019] 本发明中，首先将第一重叠图像和第二重叠图像分割出来，有利于后续对第一重 叠图像和第二重叠图像的去重处理。本发明中，直接将第一特征图像和第二特征图像映射 到重叠图像均值像素坐标所在坐标系中，简化了第一特征图像像素坐标、重叠图像均值像 素坐标和第二特征图像像素坐标的合成拼接工作，有利于提高图像拼接效率。
【附图说明】
[0020] 图1为本发明提出的一种基于插值过渡的图像拼接方法流程图。
【具体实施方式】
[0021] 参照图1，本发明提出的一种基于插值过渡的图像拼接方法，包括W下步骤。
[0022] S1、获得具有重叠区域的第一图像和第二图像。本实施方式中，第一图像和第二图 像为同一时刻两个摄像区域部分重叠的摄像头分别获取的图像。
[0023] S2、将第一图像分割为第一特征图像和第一重叠图像，将第二图像分割为第二特 征图像和第二重叠图像。
[0024] 第一重叠图像和第二重叠图像均为第一图像和第二图像的重叠部分。第一图像= 第一特征图像+第一重叠图像，第二图像=第二特征图像+第二重叠图像。
[0025] 本步骤中，将第一重叠图像和第二重叠图像分割出来，有利于后续对第一重叠图 像和第二重叠图像的去重处理。本实施方式中，第一重叠图像和第二重叠图像的分割，可根 据两个摄像头的摄像角度确定重叠区域;或者根据对第一图像和第二图像中相同的图像特 征进行提取，从而根据相同的图像特征划分图像重叠区域。
[0026] S3、分别根据第一重叠图像和第二重叠图像分别建立第一重叠图像像素坐标和第 二重叠图像像素坐标，并对第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标中各对应的像 素点求取均值，根据均值建立重叠图像均值像素坐标。
[0027] 本步骤中，从第一重叠图像和第二重叠图像中获得多个特征像素点，且多个特征 像素点在第一重叠图像和第二重叠图像中的相对位置相重合，然后根据多个特征像素点建 立第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标。例如，首先建立第一坐标系，将第一重 叠图像映射到第一坐标系中形成第一重叠图像像素坐标，获得多个特征像素点在第一重叠 图像像素坐标中的坐标位置。然后另外建立第二坐标系，将第二重叠图像映射到第二坐标 系中，然后获得多个特征像素点在第二坐标系中的坐标，并且通过对第二坐标系中映射图 像进行位移使得多个特征像素点在第二坐标系中的坐标位置与第一坐标系中的坐标位置 相等，然后根据位移后的第二坐标系中的映射图像生成第二重叠图像像素坐标。
[00%]本步骤中生成的第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标中相对应即相 重叠的像素点的坐标位置相同。
[0029] 本实施方式中，第一重叠图像和第二重叠图像在提取时很难保证边界一致，具体 实施时，第一重叠图像和第二重叠图像可超出图像重叠区域进行提取。在计算均值时，可令 第二重叠图像中不存在的像素点的像素值等于第一重叠图像中该像素点的像素值，如此， 求取均值不会对超出部分造成任何影响。例如，第一重叠图像中的像素值为A的像素点(Xa， 化)不属于图像重叠区域，即，第二重叠图像中不存在像素点(Xa，化），则令第二重叠图像中 该像素点(Xa，化)对应像素值为A，如此，获得重叠图像均值像素坐标中，像素点(Xa，化)对 应像素值为A。
[0030] S4、根据第一特征图像和第一重叠图像相对位置将第一特征图像中各像素点映射 到重叠图像均值像素坐标所在坐标系中形成第一特征图像像素坐标，并根据第二特征图像 和第二重叠图像相对位置将第二特征图像中各像素点映射到重叠图像均值像素坐标所在 坐标系中形成第二特征图像像素坐标。
[0031] 本步骤中，直接将第一特征图像和第二特征图像映射到重叠图像均值像素坐标所 在坐标系中，简化了第一特征图像像素坐标、重叠图像均值像素坐标和第二特征图像像素 坐标的合成拼接工作，有利于提高图像拼接效率。
[0032] S5、在第一特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标之间插入第一过渡区域， 在第二特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标之间插入第二过渡区域。
[0033] S6、通过中值求均法，根据第一特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标中相 互靠近的边界线上的像素点的像素值获得第一过渡区域中各像素点的像素值，并根据第二 特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标中相互靠近的边界线上的像素点的像素值获 得第二过渡区域中各像素点的像素值。
[0034] 本实施方式中，为了保证中值求均的准确度，第一过渡区域和第二过渡区域包含 的像素点列数均为2D-l，n为大于O的正整数。且为了保证第一过渡区域和第二过渡区域宽 度适宜不影响画面质量，3,即本实施方式中，n可取值1、2或3。
[0035] 中值求均法具体如下:第一特征图像像素坐标靠近第一过渡区域侧的像素点坐标 为(X，Y)，重叠图像均值像素坐标靠近第一过渡区域侧的像素点坐标为(X+2n，Y)，第一过渡 区域中间列的像素坐标为(X+2n^，Y)，则
其中，T(x,y)为第一特 征图像像素坐标中像素点(X，Y)的像素值，了为重叠图像均值像素坐标中像素点（X+ 2d，Y)的像素值;然后根据像素点(X，Y)和(X+2n-i，Y)可推算第一过渡区域中像素点(X+2D气 Y)像素值，根据像素点(X+2n-i，Y)和(X+2n，Y)可推算第一过渡区域中像素点(X+3X2n-i，Y) 像素值，依次类推，可完成第一过渡区域各像素点像素值的填充。
[0036] 当n = l，则第一过渡区域仅包含一列像素点，其像素值为T(x+i,y) = (T(x,y) + T(x+2, Y) )/2;当n = 2，则第一过渡区域包含S列像素点，其像素值分别为
封象素 值分另 Ij 为 T(X+4'Y) = (T(X'Y)+T(X+8'Y))/2，T(X+2'Y) = (T(X'Y)+T(X+4'Y))/2，T(X+1'Y)= (T(X'Y)+T(X+2'Y))/ 2，T(X+3' Y) = ( T(X+2, Y)+T(X+4, Y) ) /2，T(X+6, Y) = ( T(X+4, Y)+T(X+8, Y) ) /2，T(X巧' Y) = ( T(X+4, Y)+T(X+6, Y) ) /2， T(X+7'Y)= (T(X+6'Y)+T(X+8'Y))/2。
[0037] 同理，重叠图像均值像素坐标靠近第二过渡区域侧的像素点坐标为(X，Y)，第二特 征图像像素坐标靠近第二过渡区域侧的像素点坐标为(X+2n，Y)，第二过渡区域中间列的像 素坐标为(X+2n^，Y)，则
岸中，T(x,y)为重叠图像均值像素坐标 中像素点(X，Y)的像素值，了为第二特征图像像素坐标中像素点(X+2D，Y)的像素值;然 后根据像素点(X，Y)和(X+2n-i，Y)可推算第二过渡区域中像素点(X+2n^2，Y)像素值，根据像 素点(X+2n-i，Y)和(X+2n，Y)可推算第二过渡区域中像素点(X+3X2n-i，Y)像素值，依次类推， 可完成第二过渡区域各像素点像素值的填充。
[0038] 本实施方式中，通过中值求均法获得第一过渡区域和第二过渡区域中各像素点的 像素值，保证了第一过渡区域衔接第一特征图像和重叠图像的自然性，保证了第二过渡区 域衔接第二图像特征和重叠图像的自然性。本实施方式中，第一过渡区域和第二过渡区域 的插入，有利于对第一特征图像、第二特征图像和重叠图像拼接的平滑过渡。
[0039] S7、将第一特征图像像素坐标、第一过渡区域、重叠图像均值像素坐标、第二过渡 区域和第二特征图像像素坐标依次拼接形成拼接图像像素坐标，并根据拼接图像像素坐标 还原生成拼接图像。
[0040] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明掲露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其 发明构思加 W等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于插值过渡的图像拼接方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 获得具有重叠区域的第一图像和第二图像； 52、 将第一图像分割为第一特征图像和第一重叠图像，将第二图像分割为第二特征图 像和第二重叠图像； 53、 分别根据第一重叠图像和第二重叠图像分别建立第一重叠图像像素坐标和第二重 叠图像像素坐标，并对第一重叠图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标中各对应的像素点 求取均值，根据均值建立重叠图像均值像素坐标； 54、 根据第一特征图像和第一重叠图像相对位置将第一特征图像中各像素点映射到重 叠图像均值像素坐标所在坐标系中形成第一特征图像像素坐标，并根据第二特征图像和第 二重叠图像相对位置将第二特征图像中各像素点映射到重叠图像均值像素坐标所在坐标 系中形成第二特征图像像素坐标； 55、 在第一特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标之间插入第一过渡区域，在第 二特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标之间插入第二过渡区域； 56、 通过中值求均法，根据第一特征图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标中相互靠 近的边界线上的像素点的像素值获得第一过渡区域中各像素点的像素值，并根据第二特征 图像像素坐标和重叠图像均值像素坐标中相互靠近的边界线上的像素点的像素值获得第 二过渡区域中各像素点的像素值； 57、 将第一特征图像像素坐标、第一过渡区域、重叠图像均值像素坐标、第二过渡区域 和第二特征图像像素坐标依次拼接形成拼接图像像素坐标，并根据拼接图像像素坐标还原 生成拼接图像。2. 如权利要求1所述的基于插值过渡的图像拼接方法，其特征在于，第一过渡区域和第 二过渡区域包含的像素点列数均为2n-l，n为大于0的正整数。3. 如权利要求2所述的基于插值过渡的图像拼接方法，其特征在于，第一特征图像像素 坐标靠近第一过渡区域侧的像素点坐标为(X，Y )，重叠图像均值像素坐标靠近第一过渡区 域侧的像素点坐标为（X+2n，Y)，第一过渡区域中间列的像素坐标为（Χ+2 η<，Υ)，则 心+^^^^+心+^^'其中^…响第一特征图像像素坐标中像素点以⑴的像素 值，为重叠图像均值像素坐标中像素点U+2n，Y)的像素值;然后根据像素点(Χ，Υ)和 (X+2n'Y)可推算第一过渡区域中像素点（X+2n'Y)像素值，根据像素点(X+2 n'Y)和(Χ+ 2n，Y)可推算第一过渡区域中像素点(X+3X2n4，Y)像素值，依次类推，可完成第一过渡区域 各像素点像素值的填充。4. 如权利要求2所述的基于插值过渡的图像拼接方法，其特征在于，重叠图像均值像素 坐标靠近第二过渡区域侧的像素点坐标为(X，Υ )，第二特征图像像素坐标靠近第二过渡区 域侧的像素点坐标为（Χ+2η，Υ)，第二过渡区域中间列的像素坐标为（Χ+2 η<，Υ)，则 ，其中，Τ(Χ,Υ)为重叠图像均值像素坐标中像素点(Χ，Υ)的像素 值，为第二特征图像像素坐标中像素点(Χ+2η，Υ)的像素值;然后根据像素点(Χ，Υ)和 (X+2n'Y)可推算第二过渡区域中像素点（X+2n'Y)像素值，根据像素点(X+2 n'Y)和(Χ+ 2n，Y)可推算第二过渡区域中像素点(X+3X2n4，Y)像素值，依次类推，可完成第二过渡区域 各像素点像素值的填充。5. 如权利要求2所述的基于插值过渡的图像拼接方法，其特征在于，η 5 3。6. 如权利要求1所述的基于插值过渡的图像拼接方法，其特征在于，步骤S3中第一重叠 图像像素坐标和第二重叠图像像素坐标中各重叠像素点采用相同的坐标位置。
【文档编号】G06T3/40GK105957009SQ201610305149
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】刘智伟, 邓震
【申请人】安徽伟合电子科技有限公司