方向自適應(yīng)性圖像拼接方法
【專利摘要】本發(fā)明提出方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，包括S1、選定第一幀含有有效偏移量的待拼接圖像的主要偏移方向為假定移動方向；S2、按照假定移動方向?qū)邮盏降拇唇訄D像進行拼接；S3、判定是否有連續(xù)m幀待拼接圖像的主要偏移方向和假定移動方向都反向，當連續(xù)m幀待拼接圖像的主要偏移方向和假定移動方向都反向時，執(zhí)行步驟S4，否則執(zhí)行步驟S5；S4、丟棄之前已拼接的所有圖像，將假定移動方向反向；S5、按照當前假定移動方向拼接接下來的圖像；S6、當拼接的圖像大小大于第一閾值時，完成圖像拼接；S7、將完成的拼接圖像輸出。
【專利說明】方向自適應(yīng)性圖像拼接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種方向自適應(yīng)性圖像拼接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像拼接技術(shù)可以解決由于圖像采集窗口的視角和大小的限制，不能產(chǎn)生很大圖片的問題。所謂的圖像拼接技術(shù)就是將兩張或兩張以上相鄰間具有部分重疊的圖像進行無縫拼接，生成一幅大型且有較寬視角的高分辨率圖像的技術(shù)。圖像拼接技術(shù)最早應(yīng)用于航空領(lǐng)域，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)字視頻、動態(tài)分析、指紋重構(gòu)等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有的圖像拼接技術(shù)耗時長，不能實時的流水化的拼接圖像。且現(xiàn)有的圖像拼接技術(shù)，對于采集對象相對于圖像采集窗口的移動方式有較為嚴格的規(guī)定。一般的圖像拼接技術(shù)只能對于采集對象相對于圖像采集窗口大致移動方向不變情況下進行拼接。一旦采集對象相對于圖像采集窗口的移動方式不規(guī)則，拼接的圖像就有較為嚴重的幾何形變或者誤拼接。
[0004]本文提供了一種方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，適用于兩張或兩張以上相鄰間具有部分重疊的圖像拼接，且圖像無旋轉(zhuǎn)。在采集到的連續(xù)圖像方向發(fā)生變化或反復(fù)變化時也能在最后能拼接出一幅連續(xù)完整、無拖尾圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種用ASIC實現(xiàn)的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，包括如下步驟:
[0006]S1、選定第一巾貞含有有效偏移量的待拼接圖像的主要偏移方向為假定移動方向；
[0007]S2、按照假定移動方向?qū)邮盏降拇唇訄D像進行拼接；
[0008]S3、判定是否有連續(xù)m幀待拼接圖像的主要偏移方向和假定移動方向都反向，當連續(xù)m幀待拼接圖像的主要偏移方向和假定移動方向都反向時，執(zhí)行步驟S4，否則執(zhí)行步驟S5 ；
[0009]S4、丟棄之如已拼接的所有圖像,將假定移動方向反向；
[0010]S5、按照當前假定移動方向拼接接下來的圖像；
[0011]S6、當拼接的圖像大小大于第一閾值時，完成圖像拼接；
[0012]S7、將完成的拼接圖像輸出。
[0013]步驟S7還包括:
[0014]S71判定當前假定移動方向與參考方向是否一致，當當前假定移動方向與參考方向一致時，輸出拼接圖像，否則執(zhí)行步驟S72 ；
[0015]S72，將拼接圖像旋轉(zhuǎn)180度輸出拼接圖像。
[0016]所述有效偏移量為待拼接圖像在主要采集對象移動方向上的偏移量不為零。
[0017]所述m為根據(jù)采集采集對象的最大移動速度人為選定的經(jīng)驗參數(shù)。
[0018]所述第一閾值為需要拼接圖像的最大標準。[0019]所述步驟S6，停止拼接的條件還可以包括，檢測到采集對象離開采集窗口，或者拼接時間超出第二閾值。
[0020]所述第二閾值為需要拼接圖像的最長拼接時間。
[0021 ] 所述參考方向，在采集對象主要移動方向為垂直方向時，選取采集對象相對于采集窗口的主要移動方向向下或者向上的方向為參考方向；在采集對象主要移動方向為水平方向時，選取采集對象相對于采集窗口的主要移動方向向左或者向右的方向為參考方向。
[0022]本發(fā)明提供的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，支持拼接不同移動方向的圖像拼接，并且在采集到的連續(xù)圖像方向發(fā)生變化或反復(fù)變化時，也能在最后采集對象離開采集窗口的方向上拼接出一幅連續(xù)的圖像。使拼接圖像效果更加，糾正有明顯的圖像拼接錯位、圖像形變、圖像拼接過短或拖尾等現(xiàn)象。本發(fā)明提供的方法可運用到任意連續(xù)圖像拼接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是采集對象相對于采集窗口移動方向示意圖；
[0024]圖2為采集對象相對于采集窗口垂直移動下的四種方式示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明方法流程圖；
[0026]圖4為采用刮擦指紋傳感器采集的4幅未拼接的圖像；
[0027]圖5為采用本發(fā)明提供的方法所解決的短指紋(漏拼)問題的拼接對比圖；
[0028]圖6為采用本發(fā)明提供的方法所解決的多拼指紋問題的拼接對比圖；
[0029]圖7為采用本發(fā)明提供的方法所解決的拼接錯位問題的拼接對比圖。
【具體實施方式】
[0030]此方法適用于對任意連續(xù)圖像的拼接，包括采集物在采集窗口上移動獲得的連續(xù)圖像的拼接、或移動采集窗口獲得的連續(xù)圖像的拼接，如指紋刮擦傳感器采集到的連續(xù)圖像的拼接。
[0031]圖1中箭頭所示為采集對象相對于采集窗口移動方向。其中Fl (a)為采集對象相對于采集窗口向下移動；Fl(b)為采集對象相對于采集窗口向上移動；Fl(c)為采集對象相對于采集窗口向右移動；Fl (d)為采集對象相對于采集窗口向左移動。上面四種移動方式可以傾斜移動。設(shè)采集對象相對于采集窗口的主要移動方向為拼接方向，如Fl (a)和Fl(b)為垂直方向移動為主；Fl (c)和Fl(d)為水平方向移動為主。在圖像拼接時，拼接成的圖像是基于上述四個大方向的一種進行的。
[0032]圖2為采集對象相對于采集窗口垂直移動下的四種方式，首先選定采集對象相對于采集窗口的主要移動方向向下移動的方向為參考方向，如圖2中F2(a)和F2(d);也可以選定采集對象相對于采集窗口的主要移動方向向上移動的方向為參考方向，如圖2中F2(b)和F2(c)。當采集對象相對于采集窗口水平移動為主要移動方向時，與采集對象相對于米集窗口垂直移動類似的，選定米集對象相對于米集窗口的主要移動方向向左或向右的方向為參考方向。
[0033]其次，設(shè)定當前幀的主要偏移方向與偏移量的關(guān)系如下:
[0034]兩幀圖像的偏移量分為垂直方向偏移量和水平方向偏移量。當垂直或水平方向的偏移量為零時，說明當前幀在該方向上偏移為零。[0035]垂直方向偏移量為正數(shù)時，設(shè)定當前巾貞主要偏移方向向上，垂直方向偏移量的絕對值就為當前需要拼接的幀圖像位于拼接圖像的上方的行數(shù)。則相對應(yīng)的，垂直方向偏移量為負數(shù)時，設(shè)定當前幀主要偏移方向向下，垂直方向偏移量的絕對值就為當前需要拼接的幀圖像位于拼接圖像的下方的行數(shù)。反之亦然。
[0036]水平方向偏移量為正數(shù)時，設(shè)定當前幀主要偏移方向向右，水平方向偏移量的絕對值就為當前需要拼接的幀圖像位于拼接圖像的右方的列數(shù)。則相對應(yīng)的，水平方向偏移量為負數(shù)時，設(shè)定當前幀主要偏移方向向左，水平方向偏移量的絕對值就為當前需要拼接的幀圖像位于拼接圖像的左方的列數(shù)。反之亦然。
[0037]采集是基于垂直或者水平這兩個大方向的基礎(chǔ)上進行的。在垂直方向上可以垂直偏左移動或垂直偏右移動；在水平方向上可以水平偏上移動或水平偏下移動。若米集時基于垂直方向則垂直方向為主要偏移方向；若米集時基于水平方向則水平方向為主要偏移方向。
[0038]接下來的圖像拼接是基于檢測到采集窗口采集到有效采集對象，且采集對象相對于采集窗口發(fā)生了移動且在主要偏移方向上有位移。并且，當前幀圖像相對于模板幀的偏移量已知。
[0039]圖3為本發(fā)明具體實施例的方法流程圖，具體說明如下:
[0040]當?shù)谝粠杏行屏康男枰唇拥膱D像到來時，以第一幀的主要偏移方向為假定移動方向進行拼接。有效偏移量為該幀圖像在主要采集對象移動方向上的偏移量不為零。接下來要拼接的幀圖像到來時，按照假定移動方向根據(jù)當前偏移量進行拼接。當檢測到連續(xù)m幀(m為一個經(jīng)驗參數(shù))，當前幀主要偏移方向和假定移動方向都反向時，丟棄之前拼接的所有圖像，將假定移動方向反向，按照當前假定移動方向重新拼接接下來的圖像。
[0041]m為一個人為設(shè)定的經(jīng)驗參數(shù)，m的值與系統(tǒng)支持的采集采集對象的最大移動速度成正比，例如，支持的最大移動速度為4m/s，我們可以定義m為10 ;支持的最大移動速度為2m/s,我們可以定義m為6。
[0042]在檢測到連續(xù)m幀當前幀主要偏移方向和假定移動方向都反向之前，拼接方向不改變。
[0043]在拼接圖像的同時我們實時更新記錄當前拼接的圖像大小，當拼接的圖像大小超出一定閾值時(該閾值為人為設(shè)定的需要拼接圖像的最大標準)，或者檢測到采集窗口沒有有效采集對象，或拼接時間超出一定閾值時(該閾值為人為規(guī)定的最長拼接時間)，停止拼接，完成圖像拼接。這樣有效的糾正了圖像拼接拖尾的現(xiàn)象。
[0044]同理當拼接的圖像大小沒有達到我們需要拼接圖像的最小標準時，繼續(xù)等待拼接。這樣有效的糾正了圖像拼接過短的現(xiàn)象。
[0045]在最后輸出圖像時，判斷完成拼接時的假定移動方向和參考方向是否相同，如果相同保持拼接圖像不變輸出；如果不相同，把完成拼接的圖像旋轉(zhuǎn)180度輸出。這樣按照F2(a)和F2(d)移動方向拼接出的圖像是完全相同的；按照F2(b)和F2 (c)移動方向拼接出的圖像是完全相同的。反之水平方向亦然。此種圖像拼接方法提高了在后續(xù)的圖像識別率。
[0046]圖4為采用刮擦指紋傳感器采集的4幅未拼接的圖像，圖5、圖6和圖7分別為采用本發(fā)明提供的方法所解決的短指紋(漏拼)、多拼指紋和拼接錯位問題的拼接對比圖，從圖上可以看出，本發(fā)明提供的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法的優(yōu)勢不僅在于能夠支持不同方向的圖像拼接，在采集到的連續(xù)圖像方向發(fā)生變化或反復(fù)變化時也能在最后能拼接出一幅連續(xù)完整的圖像。同時，還能使拼接圖像效果更加，糾正有明顯的圖像拼接錯位、圖像形變、圖像拼接過短或拖尾等現(xiàn)象。本發(fā)明提供的方法可運用到任意連續(xù)圖像拼接。
[0047]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，還可以對以上內(nèi)容進行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定的。
【權(quán)利要求】
1.方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，包括如下步驟: 51、選定第一巾貞含有有效偏移量的待拼接圖像的主要偏移方向為假定移動方向； 52、按照假定移動方向?qū)邮盏降拇唇訄D像進行拼接； 53、判定是否有連續(xù)m幀待拼接圖像的主要偏移方向和假定移動方向都反向，當連續(xù)m幀待拼接圖像的主要偏移方向和假定移動方向都反向時，執(zhí)行步驟S4，否則執(zhí)行步驟S5 ； 54、丟棄之前已拼接的所有圖像，將假定移動方向反向； 55、按照當前假定移動方向拼接接下來的圖像； 56、當拼接的圖像大小大于第一閾值時，完成圖像拼接； 57、將完成的拼接圖像輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，步驟S7還包括: S71判定當前假定移動方向與參考方向是否一致，當當前假定移動方向與參考方向一致時，輸出拼接圖像，否則執(zhí)行步驟S72 ； S72，將拼接圖像旋轉(zhuǎn)180度輸出拼接圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，所述有效偏移量為待拼接圖像在主要采集對象移動方向上的偏移量不為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，所述m為根據(jù)采集采集對象的最大移動速度人為選定的經(jīng)驗參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，所述第一閾值為需要拼接圖像的最大標準。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，所述步驟S6，停止拼接的條件還可以包括，檢測到采集窗口沒有有效采集對象，或者拼接時間超出第二閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，所述第二閾值為需要拼接圖像的最長拼接時間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方向自適應(yīng)性圖像拼接方法，其特征在于，所述參考方向，在采集對象主要移動方向為垂直方向時，選取采集對象相對于采集窗口的主要移動方向向下或者向上的方向為參考方向；在采集對象主要移動方向為水平方向時，選取采集對象相對于采集窗口的主要移動方向向左或者向右的方向為參考方向。
【文檔編號】G06T5/50GK103679667SQ201210344375
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】張婭舸 申請人:成都方程式電子有限公司