一种全景图生成方法

摘要

一种全景图生成方法，步骤为：(1)针对同一区域，获得基准图像和待配准图像；(2)对于两幅图像分别形成像素特征值序列；(3)分别选取两个序列中的前M个像素点作为特征点；(4)针对两组特征点进行特征匹配，得到匹配点对序列；(5)利用匹配点对序列，构建仿射映射关系，得到变换后待配准图像；(6)对两幅图像的共有区域进行融合，得到针对同一区域的球面全景图；(7)将球面全景图从球面坐标系变换到展开后的平面坐标系，生成全景图。本发明方法整体流程简单、速度快，在镜头俯仰角度未知、旋转角度未知的情况下可完成高精度、畸变小的全景图生成，并可将全景图从球面转换到平面，方便用户观看。

主权项

一种全景图生成方法，其特征在于包括如下步骤：(1)针对同一区域，采用同一相机以不同的角度先后获取两幅图像，其中一幅为基准图像，另一幅为待配准图像；所述的基准图像和待配准图像中存在部分重叠的影像，称为共有区域；(2)对于基准图像，分别计算每一个像素点和其附近的N个像素点之间的灰度值差值，将计算得到的针对同一像素点的N个灰度差值求和作为该像素点的特征值，将所有像素点按照特征值由大到小的顺序进行排序，形成基准图像像素特征值序列；对于待配准图像，执行相同的操作，形成待配准图像像素特征值序列，其中N为不小于5的正整数；(3)在基准图像像素特征值序列中选择前M个像素点作为基准图像特征点，在待配准图像像素特征值序列中选择前M个像素点作为待配准图像特征点，M为不小于500的正整数；(4)选取一个基准图像特征点，然后选取与该基准图像特征点的特征值最接近和次接近的两个待配准图像特征点，如果特征值最接近的待配准图像特征点的特征值D_FirMin与次接近的待配准图像特征点的特征值D_SecMin的比值不大于预先设定的匹配阈值，则将选取的基准图像特征点与特征值最接近的待配准图像特征点作为一个匹配点对；遍历所有的基准图像特征点，执行同样的操作，形成匹配点对序列；(5)利用步骤(4)得到的匹配点对序列，构建仿射映射关系，通过构建的仿射映射关系，得到基准图像与待配准图像的共有区域及两幅图像之间的图像变换关系；(6)对两幅图像的共有区域进行拼接融合，融合后共有区域的每个像素点的像素值为：(7)重复步骤(1)～(6)，直到拼接融合完针对同一区域的所有图像，由此得到针对同一区域的球面全景图；(8)将所述球面全景图从球面坐标系变换到展开后的平面坐标系，生成全景图，其中变换公式为：$x^{\prime }=R\times \arctan \frac{x}{R\cos \alpha -y\sin \alpha },y^{\prime }=R\times \arctan \frac{R\sin \alpha +y\cos \alpha }{\sqrt{x^2+{(R\cos \alpha -y\sin \alpha )}^2}}$其中x′，y′为平面坐标系下像素点的坐标，x、y为球面图像坐标系下像素点的坐标，α为相机镜头的俯仰角，R为像素点对应的目标点到相机镜头的距离。