圖像拼接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了圖像拼接方法，涉及圖像處理領(lǐng)域，本發(fā)明提供的圖像拼接方法，其通過(guò)在糾正區(qū)域中分別標(biāo)注相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)，其中，第一同名點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，第二同名點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，再通過(guò)第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)確認(rèn)到達(dá)兩同名點(diǎn)距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)一步根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置將第一同名點(diǎn)所在的圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，將第二圖像按照將第二同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，最后將糾正后的兩個(gè)圖像進(jìn)行拼接，由于分別將兩個(gè)圖像朝向基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了糾正，所以將圖像的誤差按照預(yù)設(shè)的比例分配到了第一圖像和第二圖像中，也就使已經(jīng)糾正后的兩個(gè)圖像不存在差異。
【專利說(shuō)明】圖像拼接方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，具體而言，涉及圖像拼接方法。

【背景技術(shù)】
[0002]生產(chǎn)中，對(duì)兩張或多張圖像進(jìn)行拼接是常見的一種圖像處理方式，能夠?qū)⒃静皇窍嗷ミB接的圖像連接到一起。對(duì)圖像進(jìn)行拼接的時(shí)候，由于每張圖像的獲取方式(拍攝方式)是不同的，導(dǎo)致了，圖像的連接區(qū)域(如圖1所示，右圖像的左側(cè)與左圖像的右側(cè))并不一定完全重合，在對(duì)兩張圖像進(jìn)行拼接之前，就需要對(duì)圖像的連接區(qū)域進(jìn)行糾正。
[0003]經(jīng)過(guò)正射糾正的影像由于點(diǎn)位分布、控制資料、DEM誤差等方面的原因，在某些區(qū)域可能存在幾何位置的偏差；同樣，糾正后的影像由于不同時(shí)相、攝影質(zhì)量、邊緣減光及掃描質(zhì)量等原因，在相鄰影像間的輻射度也可能會(huì)有一定的差異。
[0004]如果幾何位置的偏差超過(guò)規(guī)定限差，則要檢查之前的圖像處理步驟(圖像的糾正步驟)有無(wú)粗差，如果不符合規(guī)定，則要重新進(jìn)行糾正計(jì)算；當(dāng)偏差小于規(guī)定限差時(shí)，而又接近限差時(shí)，如果不做任何處理進(jìn)行影像融合(拼接)時(shí)，融合后的影像會(huì)出現(xiàn)明顯的重影，而使影像模糊。
[0005]如果對(duì)相鄰影像間的輻射度的差異不做任何處理進(jìn)行影像鑲嵌(圖像拼接)時(shí)，往往會(huì)在拼接線處產(chǎn)生人為的假邊界，這種假邊界會(huì)給影像的判讀帶來(lái)困難和誤導(dǎo)，同時(shí)也影響了影像圖的整體效果，因此，在融合之前必須對(duì)待融合的影像進(jìn)行輻射度的改正。常用方法是利用數(shù)字圖像處理方法先對(duì)相鄰影像進(jìn)行直方圖拉伸，再進(jìn)行直方圖匹配使兩影像重疊區(qū)域的灰度分布大致相同。但，相關(guān)技術(shù)只是解決圖像局部變形，卻不能將重疊區(qū)域整體糾正的問(wèn)題解決


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供圖像拼接方法，以解決上述的問(wèn)題。
[0007]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了圖像拼接方法，包括:
[0008]在糾正區(qū)域中分別標(biāo)注相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)，所述第一同名點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，所述第二同名點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，所述糾正區(qū)域是所述第一圖像和所述第二圖像的連接區(qū)域重合后得到的；
[0009]在糾正區(qū)域中，選擇與所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；
[0010]將第一圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，以確定已糾正的第一圖像，且將第二圖像按照將第二同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，以確定已糾正的第二圖像；
[0011]將已糾正的第一圖像和已糾正的第二圖像進(jìn)行拼接。
[0012]優(yōu)選的，還包括:確定所述第一圖像中指定的像素點(diǎn)為第一特征點(diǎn)，所述第一特征點(diǎn)的圖像特征與所述第一特征點(diǎn)附近像素點(diǎn)的圖像特征符合預(yù)設(shè)的差別條件；
[0013]判斷第二特征點(diǎn)的圖像特征與所述第二特征點(diǎn)附近像素點(diǎn)的圖像特征是否符合預(yù)設(shè)的差別條件，所述第二特征點(diǎn)是所述第二圖像中與所述第一特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)；
[0014]若是，則確定所述第一特征點(diǎn)為所述第一同名點(diǎn)，所述第二特征點(diǎn)為所述第二同名點(diǎn)。
[0015]優(yōu)選的，在所述確定所述第一圖像中指定的像素點(diǎn)為第一特征點(diǎn)前還包括:使用色彩平衡方法對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整。
[0016]優(yōu)選的，所述使用色彩平衡方法對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整包括:使用直方圖調(diào)整法，對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行調(diào)整，使所述第一圖像指定特征的累計(jì)直方圖與所述第二圖像的累計(jì)直方圖保持一致。
[0017]優(yōu)選的，所述使用色彩平衡方法對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整包括:使用信息熵映射法，對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行調(diào)整，使所述第一圖像的信息熵與所述第二圖像的信息熵的差值小于預(yù)設(shè)的信息熵差值。
[0018]優(yōu)選的，所述在糾正區(qū)域中，選擇與所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)包括:
[0019]選擇所述第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0020]優(yōu)選的，所述選擇所述第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)包括選擇所述第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0021]優(yōu)選的，所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)均為多個(gè)，且每個(gè)所述第一同名點(diǎn)的指定參數(shù)值與對(duì)應(yīng)的所述第二同名點(diǎn)的指定參數(shù)值的差值小于預(yù)設(shè)的閾值。
[0022]優(yōu)選的，還包括，在比較區(qū)域中標(biāo)注出第一待確認(rèn)點(diǎn)和第二待確認(rèn)點(diǎn)，所述第一待確認(rèn)點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，所述第二待確認(rèn)點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，所述比較區(qū)域是所述第一圖像和所述第二圖像的連接區(qū)域重合后得到的；
[0023]判斷比較區(qū)域中第一待確認(rèn)點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)的第二待確認(rèn)點(diǎn)的連線長(zhǎng)度是否在預(yù)定的間隔長(zhǎng)度范圍內(nèi)；
[0024]若是，則確定所述第一待確認(rèn)點(diǎn)為第一同名點(diǎn)，確定所述第二待確認(rèn)點(diǎn)為第二同名點(diǎn)。
[0025]優(yōu)選的，還包括:判斷每個(gè)所述同名點(diǎn)的殘差是否符合預(yù)設(shè)的殘差要求；
[0026]若否，則去除殘差不符合所述殘差要求的所述同名點(diǎn)，或在去除殘差不符合所述殘差要求的所述同名點(diǎn)后，重新確定一個(gè)同名點(diǎn)，直至全部所述同名點(diǎn)的殘差均符合預(yù)設(shè)的殘差要求。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像拼接方法，與現(xiàn)有技術(shù)中的使用直方圖匹配的方法對(duì)圖像的連接區(qū)域進(jìn)行糾正，其通過(guò)在糾正區(qū)域中分別標(biāo)注相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)，其中，第一同名點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，第二同名點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，再通過(guò)第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)確認(rèn)到達(dá)兩同名點(diǎn)距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)一步根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置將第一同名點(diǎn)所在的圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，將第二圖像按照將第二同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，最后將糾正后的兩個(gè)圖像進(jìn)行拼接，從而完成圖像的拼接，由于分別將兩個(gè)圖像朝向基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了糾正，所以將圖像的誤差按照預(yù)設(shè)的比例分配到了第一圖像和第二圖像中，也就使已經(jīng)糾正后的兩個(gè)圖像不存在差異，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的圖像拼接方法的基本流程圖；
[0029]圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的圖像拼接方法的部分優(yōu)化流程；
[0030]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的圖像拼接方法的第一個(gè)基本步驟示意圖；
[0031]圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的圖像拼接方法的第二個(gè)基本步驟示意圖；
[0032]圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的圖像拼接方法的第三個(gè)基本步驟示意圖；
[0033]圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的圖像拼接方法的一種圖像糾正原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，如圖1至圖6所示。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提供了圖像拼接方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0036]S101，在糾正區(qū)域中分別標(biāo)注相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)，第一同名點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，第二同名點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，糾正區(qū)域是第一圖像和第二圖像的連接區(qū)域重合后得到的；
[0037]S102，在糾正區(qū)域中，選擇與第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；
[0038]S103，將第一圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，以確定已糾正的第一圖像，且將第二圖像按照將第二同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，以確定已糾正的第二圖像；
[0039]S104，將已糾正的第一圖像和已糾正的第二圖像進(jìn)行拼接。
[0040]如圖3-圖5所示的圖像糾正示意圖，步驟SlOl中，需要確定兩個(gè)圖像中的同名點(diǎn)(同一個(gè)點(diǎn)在不同圖像中形成的圖像點(diǎn))，也就是第一圖像(左影像)中的第一同名點(diǎn)和第二圖像(右影像)中的第二同名點(diǎn)。重疊區(qū)可以認(rèn)為是同名點(diǎn)所在的區(qū)域，左影像和右影像在進(jìn)行糾正的時(shí)候，是兩個(gè)影像重疊區(qū)進(jìn)行重合，也就是重疊區(qū)是同一區(qū)域(地理區(qū)域、實(shí)際區(qū)域)在兩個(gè)影像中不同的成像區(qū)域。
[0041]糾正區(qū)域也就是將第一圖像和第二圖像中表示相同地理區(qū)域的成像區(qū)域進(jìn)行重合后得到的，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是將左影像的重疊區(qū)和右影像的重疊區(qū)重合放置(得到圖4所示的重疊圖像)，那么便能夠得到兩個(gè)影像上的像素點(diǎn)(主要是同名點(diǎn))在同一個(gè)圖中的位置坐標(biāo)，如左影像的第一同名點(diǎn)的坐標(biāo)為(_5，6)(前提是已經(jīng)建立好直角坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系說(shuō)明只是便于清楚的表達(dá)第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)的位置關(guān)系，并不是本發(fā)明所提供的圖像拼接方法中必然要經(jīng)過(guò)的步驟)，右影像的第二同名點(diǎn)的坐標(biāo)為(3，6)，那么為了糾正的時(shí)候，將糾正的誤差按照預(yù)設(shè)的比例分配到兩個(gè)不同的影像中(左影像和右影像)，可以按照預(yù)設(shè)的距離比來(lái)確定基準(zhǔn)點(diǎn)，使基準(zhǔn)點(diǎn)到達(dá)第一同名點(diǎn)坐標(biāo)和第二同名點(diǎn)坐標(biāo)的距離滿足預(yù)設(shè)的要求。如圖5所示，示出了根據(jù)一組同名點(diǎn)(包括相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn))的確定基準(zhǔn)點(diǎn)的示意圖，其中基準(zhǔn)點(diǎn)在第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中點(diǎn)。如為了將糾正誤差平均分配到兩個(gè)影像中，可以取第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；考慮到兩個(gè)影像的拍攝儀器不同，而導(dǎo)致了左影像和右影像的相對(duì)于實(shí)際畫面的誤差是不同的，可以根據(jù)不同影像的誤差幅度，選擇更加靠近第一同名點(diǎn)，或選擇更加靠近第二同名點(diǎn)的指定點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。選擇基準(zhǔn)點(diǎn)的目的是為了使左影像和右影像能夠按照該基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行糾正，也就是糾正后的左影像和糾正后的右影像會(huì)受到該基準(zhǔn)點(diǎn)位置的影響，根據(jù)不同的需要，來(lái)合理選擇基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，能夠?qū)⒆笥跋窈陀矣跋窦m正成需要的形式。
[0042]在確定了基準(zhǔn)點(diǎn)之后，便可以根據(jù)糾正區(qū)域中，第一同名點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離和方向來(lái)糾正第一圖像，和按照第二同名點(diǎn)到基準(zhǔn)點(diǎn)的距離和方向來(lái)糾正第二圖像。糾正后的第一圖像(已糾正的第一圖像)基準(zhǔn)點(diǎn)與第一同名點(diǎn)是重合的，并且由于第一圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)的誤差(該誤差指圖像與實(shí)際畫面的誤差)與第一同名點(diǎn)的誤差是基本相同的，因此，將第一圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正所得到是，一個(gè)圖像上的每個(gè)像素點(diǎn)均按照同一個(gè)方式進(jìn)行糾正所得到的圖像。按照指定的方向和距離進(jìn)行圖像糾正是現(xiàn)今常用的技術(shù)，在此，對(duì)糾正的具體過(guò)程不再贅述。
[0043]分別對(duì)兩個(gè)圖像進(jìn)行糾正之后，所得到的每個(gè)同名點(diǎn)在糾正區(qū)域中的坐標(biāo)均是相同的，其他的，不同影像中，同地理位置的像素點(diǎn)在糾正區(qū)域中的坐標(biāo)也是相同的，這樣將兩個(gè)圖像重疊起來(lái)即可完成圖像的拼接，并且使用上述的拼接方式能夠使拼接后的圖像是沒(méi)有誤差的、重影等問(wèn)題。
[0044]進(jìn)一步，本發(fā)明所提供的圖像拼接方法，如圖2所示，還包括如下步驟，
[0045]S105，確定第一圖像中指定的像素點(diǎn)為第一特征點(diǎn)，第一特征點(diǎn)的圖像特征與第一特征點(diǎn)附近像素點(diǎn)的圖像特征符合預(yù)設(shè)的差別條件；
[0046]S106，判斷第二特征點(diǎn)的圖像特征與第二特征點(diǎn)附近像素點(diǎn)的圖像特征是否符合預(yù)設(shè)的差別條件，第二特征點(diǎn)是第二圖像中與第一特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，若判斷為是，則執(zhí)行步驟S107 ；
[0047]S107，確定第一特征點(diǎn)為第一同名點(diǎn)，第二特征點(diǎn)為第二同名點(diǎn)。
[0048]其中，特征點(diǎn)是同一實(shí)際坐標(biāo)點(diǎn)在兩個(gè)影像中均能夠有效顯示出來(lái)的點(diǎn)。具體的，特征點(diǎn)如:某個(gè)發(fā)光源在兩影像中分別呈現(xiàn)出來(lái)的點(diǎn)(發(fā)光源周圍的亮度是較低的)，同一個(gè)地理位置特征點(diǎn)需要在兩個(gè)影像中均能夠體現(xiàn)出來(lái)，如果特征點(diǎn)被遮擋住了也就無(wú)法根據(jù)這個(gè)特征點(diǎn)進(jìn)行糾正了。如可以將待糾正的第一圖像和第二圖像分別以相同的方式劃分為多個(gè)部分(如均劃分為10*10的矩陣式區(qū)域)，每個(gè)部分中地理坐標(biāo)相似，并且同一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)在兩個(gè)圖像中的像素值均符合一定要求的點(diǎn)選擇為特征點(diǎn)。具體的方法如特征提取方法等現(xiàn)有的方法同樣可以確定特征點(diǎn)。如果某一個(gè)特征點(diǎn)與該特征點(diǎn)周圍的圖像有明顯的反差，便可以確定這個(gè)特征點(diǎn)為同名點(diǎn)(要求特征點(diǎn)分別在兩個(gè)圖像中與周圍的反差均足夠大，這樣才能在糾正時(shí)，有效的將這兩個(gè)點(diǎn)與周圍的點(diǎn)區(qū)分開)。
[0049]現(xiàn)今大部分的圖像為彩色圖像，為了更好的對(duì)圖像進(jìn)行糾正，則需要注意彩色圖像的顏色，對(duì)兩個(gè)影像的色彩均進(jìn)行調(diào)整，也就是確定第一圖像中指定的像素點(diǎn)為第一特征點(diǎn)前還包括:使用色彩平衡方法對(duì)第一圖像和第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整。
[0050]具體的，對(duì)圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整的方法有多種，如使用直方圖調(diào)整法，對(duì)第一圖像和第二圖像進(jìn)行調(diào)整，使第一圖像指定特征的累計(jì)直方圖與第二圖像的累計(jì)直方圖保持一致。
[0051]累計(jì)直方圖調(diào)整法是較為便利的一種調(diào)整方法，能夠使兩個(gè)圖像在調(diào)整后，色彩的分布基本相同。簡(jiǎn)單而言，直方圖調(diào)整法是通過(guò)將給定的影像直方圖修改為指定形式的直方圖來(lái)改善影像的色調(diào)與反差。對(duì)于兩幅相鄰?fù)跋?第一圖像和第二圖像)，利用它們重疊區(qū)的直方圖所對(duì)應(yīng)的累積直方圖(即將前邊項(xiàng)直方圖累加)曲線，將對(duì)應(yīng)項(xiàng)累積直方圖保持一致來(lái)建立變換關(guān)系，并根據(jù)該變換關(guān)系來(lái)調(diào)整兩個(gè)圖像的色調(diào)與反差。
[0052]除了累計(jì)直方圖調(diào)整方法，對(duì)兩個(gè)圖像的輻射度差異進(jìn)行調(diào)整的方法可以使用信息熵映射法，對(duì)第一圖像和第二圖像進(jìn)行調(diào)整，使第一圖像的信息熵與第二圖像的信息熵的差值小于預(yù)設(shè)的信息熵差值。
[0053]簡(jiǎn)單而言，信息熵映射法是將一個(gè)影像的信息熵對(duì)應(yīng)項(xiàng)一致映射到另一影像的信息熵上，使相鄰影像重疊區(qū)的信息熵接近相同。
[0054]在城市地區(qū)大比例尺正射影象鑲嵌時(shí)，應(yīng)考慮人工選取鑲嵌線來(lái)避開高大建筑、樹林等，因而鑲嵌設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)手工鑲嵌線鑲嵌和自動(dòng)鑲嵌兩種方式。
[0055]具體的，在糾正區(qū)域中，選擇與第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)包括:
[0056]選擇第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0057]通常，獲取第一圖像的設(shè)備和獲取第二圖像的設(shè)備是同一設(shè)備，也就是同一個(gè)實(shí)際影像在兩個(gè)圖像中的誤差是相近的，那么可以通過(guò)將誤差平均分配到兩個(gè)圖像中，再將兩個(gè)圖像拼接，來(lái)使兩個(gè)圖像均被分配到相同數(shù)量的誤差，使糾正后的圖像更為合理和與實(shí)際的偏差較小。同時(shí)，考慮到兩個(gè)圖像可能均會(huì)存在相同的方向誤差，因此，在選擇中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)的時(shí)候，還可以有選擇性的選擇指定的一個(gè)點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，以消除這種方向誤差。
[0058]進(jìn)一步，選擇第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)包括選擇第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0059]為了更加精確的將圖像實(shí)際誤差分別到兩個(gè)圖像中，也可以選擇糾正區(qū)域中，第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
[0060]通常，在選擇特征點(diǎn)和同名點(diǎn)的時(shí)候，不會(huì)只存在一個(gè)有效的特征點(diǎn)和同名點(diǎn)，一般會(huì)有多個(gè)特征點(diǎn)存在，并且多個(gè)特征點(diǎn)中能夠使用的同名點(diǎn)也很多。也就是可以根據(jù)不同的同名點(diǎn)對(duì)不同的區(qū)域進(jìn)行糾正，每個(gè)同名點(diǎn)的位置是不同的，可以將第一圖像和第二圖像分別劃分為多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的糾正方式(按照預(yù)定的方向和距離糾正)是相同的，且每個(gè)區(qū)域至少一個(gè)同名點(diǎn)(每個(gè)區(qū)域是指分別在第一圖像和第二圖像中表示相同地理坐標(biāo)的區(qū)域，并且第一圖像中的每個(gè)區(qū)域中至少有一個(gè)第一同名點(diǎn)，第二圖像的每個(gè)區(qū)域中至少有一個(gè)第二同名點(diǎn))，并且每個(gè)區(qū)域只根據(jù)這個(gè)區(qū)域中的同名點(diǎn)進(jìn)行糾正。也可以是在確定了多個(gè)同名點(diǎn)之后，將每個(gè)同名點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的糾正方式進(jìn)行處理，使相鄰?fù)c(diǎn)的糾正方式區(qū)域類似，這樣糾正和拼接出來(lái)的圖像的質(zhì)感會(huì)更好，不會(huì)發(fā)生相鄰區(qū)域的圖像接邊扭曲的現(xiàn)象，也就提高了糾正的準(zhǔn)確度和糾正質(zhì)量。
[0061]也就是本發(fā)明所提供的圖像拼接方法中，第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)均為多個(gè)，且每個(gè)第一同名點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的第二同名點(diǎn)的影像特征相同。
[0062]為了提高圖像糾正的效率，可以每隔預(yù)定的距離設(shè)置同名點(diǎn)，如果同一圖像中兩個(gè)同名點(diǎn)之間的距離過(guò)遠(yuǎn)，則可能早成不能夠進(jìn)行有效的糾正，如果同一圖像中兩個(gè)同名點(diǎn)之間的距離過(guò)近，則會(huì)造成過(guò)于密集的糾正，這種圖像糾正的效果并不明顯，并且會(huì)占用大量的系統(tǒng)資源(不會(huì)造成無(wú)效的計(jì)算)。
[0063]也就是本發(fā)明所提供的圖像拼接方法中，判斷相鄰的兩個(gè)第一同名點(diǎn)之間的距離在預(yù)定的間隔長(zhǎng)度范圍內(nèi)；
[0064]若是，則選擇與第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)；
[0065]若否，則在第一圖像的全部像素點(diǎn)中，增加至少一個(gè)第一同名點(diǎn)，使增加后的全部第一同名點(diǎn)中，相鄰的兩個(gè)第一同名點(diǎn)之間的距離在預(yù)定的間隔長(zhǎng)度范圍內(nèi)。
[0066]進(jìn)一步，本發(fā)明所提供的圖像拼接方法，還包括:判斷每個(gè)同名點(diǎn)的殘差是否符合預(yù)設(shè)的殘差要求；
[0067]若否，則去除殘差不符合殘差要求的同名點(diǎn)，或在去除殘差不符合殘差要求的同名點(diǎn)后，重新確定一個(gè)同名點(diǎn)，直至全部同名點(diǎn)的殘差均符合預(yù)設(shè)的殘差要求。
[0068]幾何接邊殘差如果較大，在接邊鑲嵌后會(huì)使影象模糊，因此，考慮到圖像的質(zhì)量，需要對(duì)每個(gè)同名點(diǎn)的殘差進(jìn)行確認(rèn)，如果不符合要求，則應(yīng)去除殘差不符合要求的點(diǎn)。對(duì)接邊幾何殘差的改正可仿照矢量圖接邊的原理將接邊誤差分別分配在兩接邊圖像的重疊區(qū)內(nèi)。接邊誤差指兩幅需要拼接的影像在重疊區(qū)同名點(diǎn)的幾何坐標(biāo)差異。
[0069]為了能夠確定第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)所表示的同一個(gè)點(diǎn)，所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)均為多個(gè)，且每個(gè)所述第一同名點(diǎn)的指定參數(shù)值與對(duì)應(yīng)的所述第二同名點(diǎn)的指定參數(shù)值的差值小于預(yù)設(shè)的閾值。也就是每一對(duì)第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)應(yīng)有相對(duì)應(yīng)的特征，如亮度相似、對(duì)比度相似等，也就是當(dāng)相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)同名點(diǎn)指定參數(shù)的差值應(yīng)小于某一個(gè)范圍，這樣才能夠證明這兩個(gè)同名點(diǎn)是一對(duì)相應(yīng)的同名點(diǎn)。
[0070]進(jìn)一步，本發(fā)明所提供的圖像拼接方法，還包括，
[0071]S201，在比較區(qū)域中標(biāo)注出第一待確認(rèn)點(diǎn)和第二待確認(rèn)點(diǎn)，所述第一待確認(rèn)點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，所述第二待確認(rèn)點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，所述比較區(qū)域是所述第一圖像和所述第二圖像的連接區(qū)域重合后得到的；
[0072]S202，判斷比較區(qū)域中第一待確認(rèn)點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)的第二待確認(rèn)點(diǎn)的連線長(zhǎng)度是否在預(yù)定的間隔長(zhǎng)度范圍內(nèi)；
[0073]若是，則確定所述第一待確認(rèn)點(diǎn)為第一同名點(diǎn)，確定所述第二待確認(rèn)點(diǎn)為第二同名點(diǎn)。
[0074]S203，需要說(shuō)明的是第一待確認(rèn)點(diǎn)、第二待確認(rèn)點(diǎn)可以和第一特征點(diǎn)、第二特征點(diǎn)是相對(duì)應(yīng)，或相同的，也就是對(duì)第一特征點(diǎn)也可以進(jìn)行如步驟S201-步驟S203的過(guò)程，以確認(rèn)特征點(diǎn)能否作為同名點(diǎn)進(jìn)行后續(xù)的步驟.同樣第一待確認(rèn)點(diǎn)、第二待確認(rèn)點(diǎn)也可以執(zhí)行步驟S105-步驟S107。
[0075]獲取第一圖像和第二圖像的時(shí)候，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的偏差，也就是實(shí)際上，第一待確認(rèn)點(diǎn)(或第一特征點(diǎn))和第二待確認(rèn)點(diǎn)(或第二特征點(diǎn))的實(shí)際距離不會(huì)相差過(guò)大，如果相差過(guò)大則這兩個(gè)點(diǎn)有可能只是某些參數(shù)特征相似的非相同坐標(biāo)的點(diǎn)。因此，在確認(rèn)第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)的時(shí)候，可以通過(guò)確認(rèn)第一待確認(rèn)點(diǎn)和第二待確認(rèn)點(diǎn)連線的距離是否滿足預(yù)設(shè)的偏差值，來(lái)確認(rèn)這兩個(gè)點(diǎn)是否能夠作為第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)進(jìn)行使用。
[0076]本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像拼接方法，通過(guò)在糾正區(qū)域中分別標(biāo)注相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)，其中，第一同名點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，第二同名點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，再通過(guò)第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)確認(rèn)到達(dá)兩同名點(diǎn)距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，進(jìn)一步根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置將第一同名點(diǎn)所在的圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，將第二圖像按照將第二同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，最后將糾正后的兩個(gè)圖像進(jìn)行拼接，從而完成圖像的拼接，由于分別將兩個(gè)圖像朝向基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了糾正，所以將圖像的誤差按照預(yù)設(shè)的比例分配到了第一圖像和第二圖像中，也就使已經(jīng)糾正后的兩個(gè)圖像不存在差異，并且通過(guò)分別對(duì)第一圖像和第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整和接邊殘差的確認(rèn)使得拼接出來(lái)的圖像的質(zhì)量更好，更加清晰，還通過(guò)設(shè)置了同名點(diǎn)之間的合理間距使圖像在進(jìn)行拼接的時(shí)候，能夠在保證圖像質(zhì)量的前提下，盡量減少了計(jì)算量，從而更好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0077]下面簡(jiǎn)單介紹一下本發(fā)明所提供的圖像拼接方法的優(yōu)化步驟:
[0078]首先確定兩幅影像的重疊區(qū)域，重疊區(qū)域指兩幅影像坐標(biāo)重疊區(qū)域(也就是兩個(gè)圖像中地理坐標(biāo)相同的圖像區(qū)域)，即右影像的左邊界與左影像的右邊界構(gòu)成的區(qū)域(如圖3所示，分別是位于左影像的重疊區(qū)和右影像的重疊區(qū))；其次在左(或右)影象重疊區(qū)內(nèi)，自動(dòng)按一定間距范圍內(nèi)選取明顯特征點(diǎn)(1，2…η)，選取明顯特征點(diǎn)用特征提取方法，滿足特征條件的點(diǎn)才是明顯特征點(diǎn)；然后自動(dòng)匹配出各標(biāo)志點(diǎn)在右(或左)影象重疊區(qū)內(nèi)的同名點(diǎn)(1’，2’…η’)。如果由于圖像差異較大不能匹配均勻點(diǎn)，均勻點(diǎn)的要求是每隔一定距離(一般200像素)必須有點(diǎn)，否則必須用人工從左右影像上分別選同名點(diǎn)的方法補(bǔ)足同名點(diǎn)，這樣才能有效地對(duì)各接邊區(qū)域進(jìn)行糾正。顯示同名點(diǎn)殘差，便可以直觀看出選點(diǎn)殘差，從而根據(jù)殘差大小決定選點(diǎn)是否正確；剔除粗差可用人工檢查后剔除，如果所有點(diǎn)殘差在精度范圍(一般10個(gè)像素)內(nèi)，則利用同名點(diǎn)對(duì)兩個(gè)影象重疊區(qū)域分別進(jìn)行接邊糾正；如果有些點(diǎn)殘差不在精度范圍內(nèi)，則人工編輯此同名點(diǎn)，可以移動(dòng)其中一張影像上的點(diǎn)使得與另一個(gè)影像上的點(diǎn)是同名點(diǎn)，也可以在周圍重新選擇一個(gè)明顯特征點(diǎn)，如果目視判讀確認(rèn)是同名點(diǎn)，殘差又比較大，那么就必須對(duì)原圖重新進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字微分糾正，直至所有同名點(diǎn)殘差都在限差之內(nèi)才能作接邊糾正。
[0079]糾正原理如圖6所示，(圖中I”為1、1’坐標(biāo)連線的中點(diǎn)，2”為2、2’坐標(biāo)連線的中點(diǎn))，這一步是在上一步經(jīng)過(guò)自動(dòng)選點(diǎn)人工檢查后進(jìn)行的，因此左右影像相對(duì)位置關(guān)系已經(jīng)確認(rèn)準(zhǔn)確，因此不會(huì)影響這步的中點(diǎn)位置；接邊糾正就是將左影像I與2糾正到I”與2”，將右影像I’與2’糾正到I”與2”，這樣接邊誤差便均勻分配至左右兩圖像的重疊區(qū)域中
[0080]在確認(rèn)了多個(gè)同名點(diǎn)之后，便可以進(jìn)行局部的細(xì)節(jié)糾正，局部糾正的思想是將四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行糾正，對(duì)于左影像將I與2糾正到I”與2”，Α、Β兩點(diǎn)不變，對(duì)于右影像將I’與2’糾正到I”與2”，C、D兩點(diǎn)不變。運(yùn)用雙線性變換可以將原始四個(gè)點(diǎn)改變?yōu)樾碌乃膫€(gè)點(diǎn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)匹配點(diǎn)的局部糾正。
[0081]同時(shí)系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)接邊圖像進(jìn)行輻射度差異改正(即色彩平衡)。常用方法有基于直方圖規(guī)定化的匹配方法、基于信息熵的匹配方法等。
[0082]直方圖規(guī)定化的方法簡(jiǎn)述為，通過(guò)將給定的影像直方圖修改為指定形式的直方圖來(lái)改善影像的色調(diào)與反差。對(duì)于兩幅相鄰?fù)跋?，利用它們重疊區(qū)的直方圖所對(duì)應(yīng)的累積直方圖(即將前邊項(xiàng)直方圖累加)曲線，將對(duì)應(yīng)項(xiàng)累積直方圖保持一致來(lái)建立變換關(guān)系。
[0083]基于信息熵的匹配方法簡(jiǎn)述為，即將一影像的信息熵對(duì)應(yīng)項(xiàng)一致映射到另一影像的信息熵上，使相鄰影像重疊區(qū)的信息熵接近相同。
[0084]在城市地區(qū)大比例尺正射影象鑲嵌時(shí)，應(yīng)考慮人工選取鑲嵌線來(lái)避開高大建筑、樹林等，因而鑲嵌設(shè)計(jì)要設(shè)計(jì)手工鑲嵌線鑲嵌和自動(dòng)鑲嵌兩種方式。
[0085]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件彡口口 ?
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。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、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.圖像拼接方法，其特征在于，包括: 在糾正區(qū)域中分別標(biāo)注相對(duì)應(yīng)的第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)，所述第一同名點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，所述第二同名點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，所述糾正區(qū)域是所述第一圖像和所述第二圖像的連接區(qū)域重合后得到的； 在糾正區(qū)域中，選擇與所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)； 將第一圖像按照將第一同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，以確定已糾正的第一圖像，且將第二圖像按照將第二同名點(diǎn)糾正到基準(zhǔn)點(diǎn)的方式進(jìn)行糾正，以確定已糾正的第二圖像； 將已糾正的第一圖像和已糾正的第二圖像進(jìn)行拼接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拼接方法，其特征在于，還包括:確定所述第一圖像中指定的像素點(diǎn)為第一特征點(diǎn)，所述第一特征點(diǎn)的圖像特征與所述第一特征點(diǎn)附近像素點(diǎn)的圖像特征符合預(yù)設(shè)的差別條件； 判斷第二特征點(diǎn)的圖像特征與所述第二特征點(diǎn)附近像素點(diǎn)的圖像特征是否符合預(yù)設(shè)的差別條件，所述第二特征點(diǎn)是所述第二圖像中與所述第一特征點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)； 若是，則確定所述第一特征點(diǎn)為所述第一同名點(diǎn)，所述第二特征點(diǎn)為所述第二同名點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像拼接方法，其特征在于，在所述確定所述第一圖像中指定的像素點(diǎn)為第一特征點(diǎn)前還包括:使用色彩平衡方法對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述使用色彩平衡方法對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整包括:使用直方圖調(diào)整法，對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行調(diào)整，使所述第一圖像指定特征的累計(jì)直方圖與所述第二圖像的累計(jì)直方圖保持一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述使用色彩平衡方法對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行輻射度差異調(diào)整包括:使用信息熵映射法，對(duì)所述第一圖像和所述第二圖像進(jìn)行調(diào)整，使所述第一圖像的信息熵與所述第二圖像的信息熵的差值小于預(yù)設(shè)的信息熵差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述在糾正區(qū)域中，選擇與所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)的距離符合預(yù)設(shè)要求的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)包括: 選擇所述第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述選擇所述第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中垂線上的點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)包括選擇所述第一同名點(diǎn)和第二同名點(diǎn)連線的中點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述第一同名點(diǎn)和所述第二同名點(diǎn)均為多個(gè)，且每個(gè)所述第一同名點(diǎn)的指定參數(shù)值與對(duì)應(yīng)的所述第二同名點(diǎn)的指定參數(shù)值的差值小于預(yù)設(shè)的閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像拼接方法，其特征在于，還包括，在比較區(qū)域中標(biāo)注出第一待確認(rèn)點(diǎn)和第二待確認(rèn)點(diǎn)，所述第一待確認(rèn)點(diǎn)位于待糾正的第一圖像中，所述第二待確認(rèn)點(diǎn)位于待糾正的第二圖像中，所述比較區(qū)域是所述第一圖像和所述第二圖像的連接區(qū)域重合后得到的； 判斷比較區(qū)域中第一待確認(rèn)點(diǎn)與相對(duì)應(yīng)的第二待確認(rèn)點(diǎn)的連線長(zhǎng)度是否在預(yù)定的間隔長(zhǎng)度范圍內(nèi)； 若是，則確定所述第一待確認(rèn)點(diǎn)為第一同名點(diǎn)，確定所述第二待確認(rèn)點(diǎn)為第二同名點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像拼接方法，其特征在于，還包括:判斷每個(gè)所述同名點(diǎn)的殘差是否符合預(yù)設(shè)的殘差要求； 若否，則去除殘差不符合所述殘差要求的所述同名點(diǎn)，或在去除殘差不符合所述殘差要求的所述同名點(diǎn)后，重新確定一個(gè)同名點(diǎn)，直至全部所述同名點(diǎn)的殘差均符合預(yù)設(shè)的殘差要求。
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK104331872SQ201410696548
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】李英成, 劉曉龍, 薛艷麗, 丁曉波, 郭童英 申請(qǐng)人:中測(cè)新圖(北京)遙感技術(shù)有限責(zé)任公司