一种利用CPU与GPU协同的航空影像在线拼接方法

摘要

本发明公开了一种利用CPU与GPU协同的航空影像在线拼接方法，直接利用POS数据和平均高程面纠正影像，来代替传统的连接点提取以及自动空三等摄影测量过程，同时在CPU端计算当前影像与对应的纠正影像之间的单应变换关系，来代替传统的基于共线方程的点到点的数字微分纠正过程，然后利用GPU并行计算实现影像的纠正过程；由于航空影像间具有较大重叠度，采用基于预计算的自适应拼接方法，即通过计算后续影像的重叠度以判断当前影像是否需要拼接，很大程度上减少了冗余计算。有效的实现了航空影像的在线实时拼接，快速生成带有地理坐标的全景影像。

主权项

一种利用CPU与GPU协同的航空影像在线拼接方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：依据航线规划图对全景图像的长度进行初始化设定，得到全景图像的最大长度预估值，并启动航空相机，获取航空相机拍摄的影像及对应的POS数据，并将航空相机拍摄的影像存储于指定文件夹中；步骤2：采用影像列表记录已拍摄的影像名字和参与拼接的影像对应的纠正影像在全景图像上的位置范围，并将第一张拍摄的影像作为第一张拼接图像；步骤3：扫描所述指定文件夹，更新影像列表；依据当前全景图像长度判断影像拼接流程是否结束，若当前全景图像长度大于或等于全景图像最大长度预估值，则进入步骤7；否则，判断是否有新影像产生，如有，则更新影像列表，进入步骤4；若没有，返回步骤3；步骤4：依据更新后的影像列表，对加入影像列表的影像进行参与拼接判断处理；按拍摄的时间先后顺序取出影像列表中第一张未处理的影像作为当前影像，采用CPU基于当前影像的POS数据，计算当前影像的纠正影像到当前影像的单应矩阵H，确定当前影像的纠正影像位于全景图像的位置；步骤5：判断当前影像是否参与全景图像的拼接；依据步骤4得到的当前影像的纠正影像位于全景图像的位置，计算当前影像与前一张拼接影像的重叠度O₁，若O₁<T，则判定当前影像参与全景图像的拼接，进入步骤6；否则，返回步骤3；其中，T为设定的拼接阈值；步骤6：将当前影像和对应的单应矩阵H输入GPU内存中，利用GPU获取当前影像的纠正图像，进行影像拼接，并判断当前全景图像长度是否大于或等于全景图像最大长度预估值，若大于或等于，则进入步骤7，若小于，则判断当前影像列表中是否存在未进行参与拼接判断处理的影像；若有，则返回步骤4，否则，返回步骤3；所述影像拼接是指在GPU中采用间接纠正的方式，采用双线性插值循环采样获取纠正影像上的每个像素坐标的像素值，得到纠正图像，并将纠正图像复制到CPU内存，叠加至全景图像中；步骤7：求解当前全景图像的最大外接矩形，输出所求得最大外接矩形包含的图像，即为所要拼接的全景图像。