一种视频图像球面拼接方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105741233A(43)申请公布日2016.07.06(21)申请号201610054890.3(22)申请日2016.01.27(71)申请人桂林长海发展有限责任公司地址541001广西壮族自治区桂林市秀峰区长海路3号(72)发明人曾日金周海波梁秋波秦忠华王珅陈柏宏何青政(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212代理人周锦全(51)Int.Cl.G06T3/40(2006.01)G06T3/60(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图2页(54)发明名称一种视频图像球面拼接方法及系统(57)摘要本发明提供一种视频图像的球面拼接方法及系统，其中系统包括用于标定摄像机中各参数的标定模块、用于对设定区域内每个位置进行矫正的区域矫正模块、用于对各路视频图像中各个位置进行调整的全图调整模块、用于对各路视频图像进行裁剪的裁剪模块、用于对各路视频图像进行旋转和缩放的旋转缩放模块和用于在球面模型上进行显示的显示模块；本发明实现的球面拼接方法简单，计算机要求配置较低，每路视频图像单独处理，互不干扰，处理速度快，在多路高分辨率的相机拼接下仍能获得较高的实时性，可应用于实时视频的拼接，结合OpenGL图形程序接口将各路图像投影到球面模型显示，达到了较好的显示效果；同时适用于广角相机的拼接，盲点区域较小，实用性高。CN105741233ACN105741233A权利要求书1/3页1.一种视频图像的球面拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：标定摄像机中的各参数，各参数包括成像中心、径向畸变和切向畸变；步骤S2：在摄像机的视频图像上选择大小为m×n像素的区域，并根据标定的各参数对m×n像素区域内的每个位置进行矫正计算，从而得到m×n像素区域内的各位置矫正前和矫正后的位置关系矩阵Mm×n，其中，m和n为像素区域的长和宽；步骤S3：根据位置关系矩阵Mm×n在图形处理器GPU中调整视频图像上的各个位置，并分别对各路视频图像的各个位置进行调整,从而得到各路新视频图像；步骤S4：根据裁剪公式分别对各路新视频图像进行裁剪；步骤S5：将裁剪后的各路新视频图像通过图形处理器GPU进行旋转和缩放处理；步骤S6：将旋转和缩放处理后的各路新视频图像投影到正方体模型上，再通过正方体模型转换至球面模型上进行显示。2.根据权利要求1所述一种视频图像的球面拼接系统，其特征在于，实现步骤S2在摄像机的视频图像上选择大小为m×n像素区域，并根据标定的各参数对m×n像素区域的每个位置进行矫正计算，具体方法为：标定成像中心坐标为(cx,cy)，k1、k2、k3为径向畸变，p1、p2为切向畸变，令m×n像素的区域内其中一像素点的位置坐标为(xd,yd)，该像素点矫正后的位置坐标为(xp,yp)，利用公式进行矫正计算，其中，从而得到m×n像素区域内的各位置矫正前和矫正后的位置关系矩阵Mm×n。3.根据权利要求1所述一种视频图像的球面拼接系统，其特征在于，实现步骤S3具体方法为：设视频图像其中一像素点的位置为(xd,yd),该像素点的像素值为根据位置关系矩阵Mm×n得到(xd,yd)的矫正位置为(xp,yp)，并将该像素值保存到调整后的视频图像对应的位置(xp,yp)上，从而得到新视频图像中(xp,yp)位置的像素值并分别对各路视频图像进行调整，从而得到各路新视频图像；其中R、G、B的取值范围均为0～255。4.根据权利要求1所述一种视频图像的球面拼接系统，其特征在于，实现步骤S4具体方法为：令第i路视频图像裁剪位置为(x0,y0)i，src(x,y)为新视频图像中的像素，dst(x,y)为新视频图像裁剪后的像素，根据裁剪公式分别对各路新视频图像进行裁剪，其中，w为裁剪区域的宽、h为裁剪区域的高。5.根据权利要求1所述一种视频图像的球面拼接系统，其特征在于，实现步骤S5具体方法为：将裁剪后各路新视频图像载入图形处理器GPU中，在图形处理器GPU中利用旋转缩放矩阵2CN105741233A权利要求书2/3页以及旋转缩放公式T[xr,yr]＝[xs,ys,1]R进行旋转和缩放处理，其中，(xs,ys)为源图像位置，(xr,yr)为旋转缩放后位置，λi为缩放比例，T为旋转缩放矩阵的转秩，α为新视频图像旋转的角度。6.一种视频图像的球面拼接系统，其特征在于，包括标定模块、区域矫正模块、全图调整模块、裁剪模块、旋转缩放模块和显示模块；所述标定模块，用于标定摄像机中的各参数，各参数包括成像中心、径向畸变和切向畸变；所述区域矫正模块，用于在摄像机的视频图像上选择大小为m×n像素的区域，并根据标定的各参数对m×n像素区域内的每个位置进行矫正计算，从而得到m×n像素区域内的各位置矫正前和矫正后的位置关系