一种基于精准图像拼接的摄像机镜头去污方法

摘要

一种基于精准图像拼接的摄像机镜头去污方法。摄像机镜头存在污迹会对拍摄图像质量造成很大影响，且摄像机如：视频监控设备等很容易在镜头表面附着污渍。手动方法去除这些污渍有可能比较的费力，而且也无法改变已经拍摄好的视频和图像。本发明提出了一种利用精准全景图像拼接的方法去除污迹的方法。对于一个镜头有污迹的摄像机，和用该镜头拍摄的一段视频(连续图像)。为了去除拍摄视频或图像中的污渍，本方法首先利用图像累加的方法找出污迹范围，然后用高精度匹配方法利用污渍图像前后帧的相关信息填补污渍区域，从而得到没有污迹的图像。通过本方法得到的复原图像或视频和真实图像无污染原始图像有最大的相似度，实验效果表现优异，算法耗时不高。

主权项

一种基于精准图像拼接的摄像机镜头去污方法，其特征在于实现步骤如下：(1)对于一个镜头表面存在污迹的照相设备，采用此镜头表面存在污迹的照相设备拍摄的一组图像或一段视频；(2)该有污渍的一组图像或视频中的每一帧组成的输入图像序列为I1，I2，...，In，其中Ik(1＜k＜n)为上述有污渍的一组图像中的一幅图像或视频中的一帧图像，n为图像序列中的图像总数；对于输入图像序列，分RGB三通道逐像素点计算输入图像序列的方差，得到方差矩阵D(x，y，p)，其中x，y为坐标位置，p为通道数，1≤p≤3；(3)采用步骤(2)求得的RGB三通道的输入图像序列的方差矩阵为每一个图像坐标位置Px，y建立一个三维的描述向量；对所有的坐标位置进行聚类，找出污迹范围R0；(4)对步骤(3)求得的污迹范围R0进行放大，确保R0大于真实污迹范围；(5)提取输入图像序列I1，I2，...，In的特征，然后对提取的输入图像序列的特征进行匹配，之后建立输入图像间的匹配关系，即任意两幅图像是否匹配；(6)根据步骤(4)所得的输入图像间的匹配关系，计算每两幅图像间的3×3透视变换矩阵，即单应性矩阵；(7)利用步骤(4)得到的放大后的污迹范围R0，剔除掉图像序列中的污迹部分，得到新的图像序列I′1，I′2，...，I′n共n幅图像，其中图像I′k(1＜k＜n)为图像Ik根据污迹范围将有污迹区域剪裁掉所得；(8)对步骤(6)得到的一幅图像I′k(1＜k＜n)，根据步骤(5)所得的输入图像间的匹配关系，找到与图像Ik匹配的图像所有图像，共m幅，将这些图像记为Ik1，Ik2，Ik3，......Ikm，其中(1＜ki＜n，1＜i＜m)；将Ik1，Ik2，Ik3，......Ikm所对应的利用步骤(7)所得到的图像记为I′k1，I′k2，I′k3，......I′km，利用步骤(6)得到的Ik与Ik1，Ik2，Ik3，......Ikm间的变换矩阵将图像I′k1，I′k2，I′k3，......I′km变换到I′k所在平面，然后利用图像I′k1，I′k2，I′k3，......I′km中的图像区域填补I′k的被剔除部分，即可得到图像Ik的复原图像；(9)对每幅要进行去污工作的图像执行步骤(7)，即可得到相应的复原图像。