一种多目全景视频拼接方法及系统与流程

1.本发明涉及全景视频技术领域，具体为一种多目全景视频拼接方法及系统。


背景技术：

2.全景视频是一种用摄像机进行全方位360度进行拍摄的视频，用户在观看视频的时候，可以随意调节视频上下左右进行观看，常有人将全景视频与vr虚拟技术混淆，其实两者实际概念有很大差别，vr虚拟技术更多是体现互动，而全景视频则体现观赏，全景视频是一种新型的技术，这种技术其实很早就已经诞生，不过在最近几年才开始真正成熟起来，可以这么理解，那就是全景视频拍摄就是将一定范围内的某个时间段，记录周围所发生的一切，并且展现出来，主要意义在于范围性内进行记录，不过目前全景视频大多还是用于旅游景点拍摄、医疗上的观察、或者娱乐性用途。
3.然而，现有的全景视频在拼接过程中容易出现图像大小不一、形状不一和无法拼接在同一二维或者三维坐标系中，进而造成拼接的全景视频显示效果差的问题，拼接图像的一致性、图像之间过渡的平衡性和图像显示的完整性较差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种多目全景视频拼接方法及系统，以解决上述背景技术中提出现有的全景视频在拼接过程中容易出现图像大小不一、形状不一和无法拼接在同一二维或者三维坐标系中，进而造成拼接的全景视频显示效果差的问题，拼接图像的一致性、图像之间过渡的平衡性和图像显示的完整性较差的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多目全景视频拼接系统，包括多路摄像机、摄像机定时图像采集模块、摄像机角度位置输入模块、计算机建立摄像机坐标模块、图像处理模块、图像畸变矫正模块、图像投影变换模块、拼接融合模块、图像均衡处理模块，所述摄像机定时图像采集模块和摄像机角度位置的输入模块的输入端均与多路摄像机的输出端相连接，所述摄像机定时图像采集模块和摄像机角度位的输出端均与计算机建立摄像机坐标模块的输入端相连接；
6.所述计算机建立摄像机坐标模块的输出端与图像处理模块的输入端相连接，所述图像处理模块的输出端与图像畸变矫正模块的输入端相连接，所述图像畸变矫正模块的输出端与图像投影变换模块的输入端相连接，所述图像投影变换模块的输出端与拼接融合模块的输入端相连接，所述拼接融合模块的输出端与图像均衡处理模块的输入端相连接。
7.优选的，所述摄像机定时图像采集模块将图像投影至计算机建立摄像机坐标模块的坐标系中。
8.优选的，所述图像处理模块包括平移、旋转和缩放，所述旋转包括水平旋转、垂直旋转和绕轴旋转。
9.优选的，所述图像畸变矫正模块包括镜像失真矫正和放大矫正。
10.优选的，所述拼接融合模块包括配准和融合，所述配准包括平移模型、相似性模型
和仿射模型和透视模块，所述融合包括非多分辨技术和多分辨技术。
11.优选的，所述图像均衡处理模块包括亮度均衡处理和颜色均衡处理。
12.一种多目全景视频拼接的方法，包括如下步骤：
13.步骤一：将多路摄像机进行安装固定，通过摄像机定时图像采集模块对多路摄像机进行定时拍摄，得到多路同步图像，通过摄像机角度位置输入模块记录存储多路摄像机的角度位置关系，并通过算机建立摄像机坐标模块建立坐标系，多路同步图像投影到坐标系中，得到坐标系图像；
14.步骤二：图像处理模块将上述步骤一中的坐标系图像进行处理，将图像在坐标系中进行平移、水平旋转、垂直旋转、绕轴旋转和缩放；
15.步骤三：将步骤二中处理后的图像通过图像畸变矫正模块进行处理，对图像进行镜像失真矫正和放大矫正，通过图像畸变矫正模块处理后的图像通过图像投影变换模块进行投影变换；
16.步骤四：将步骤三中投影变换后的图片进行拼接融合，配准后进行图像融合；
17.步骤五：将配准融合后的图像通过图像均衡处理模块进行处理，对图像进行亮度均衡处理和对图像颜色均衡处理，最后得到全景照片。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该多目全景视频拼接方法及系统，通过将多路摄像机的角度位置信息在计算机上建立坐标系，可以使得多路摄像机拍摄的图像处于同一的二维或者三维坐标系中，并通过图像处理模块和图像畸变矫正模块可以对图像进行缩放、旋转、平移和矫正，进而可以将图像在物理上的差异进行校准，得到一致性好的图像，便于后续的图像拼接，保证后续多路图像处于同一的标准下，保证拼接图像的一致性、图像之间过渡的平衡性和图像显示的完整性，通过图像均衡处理模块可以对多路摄像机采集的图像进行亮度与颜色均衡处理，保证整体图像的亮度和颜色的一致性，提高图像后续展示的效果和清晰度。
附图说明
19.图1为本发明系统图；
20.图2为本发明图像处理模块原理图；
21.图3为本发明图像畸变矫正模块原理图；
22.图4为本发明拼接融合模块原理图；
23.图5为本发明图像均衡处理模块原理图。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种多目全景视频拼接系统，包括多路摄像机、摄像机定时图像采集模块、摄像机角度位置输入模块、计算机建立摄像机坐标模块、图像处理模块、图像畸变矫正模块、图像投影变换模块、拼接融合模块、图像均衡处理模
块，所述摄像机定时图像采集模块和摄像机角度位置的输入模块的输入端均与多路摄像机的输出端相连接，所述摄像机定时图像采集模块和摄像机角度位的输出端均与计算机建立摄像机坐标模块的输入端相连接；
26.所述计算机建立摄像机坐标模块的输出端与图像处理模块的输入端相连接，所述图像处理模块的输出端与图像畸变矫正模块的输入端相连接，所述图像畸变矫正模块的输出端与图像投影变换模块的输入端相连接，所述图像投影变换模块的输出端与拼接融合模块的输入端相连接，所述拼接融合模块的输出端与图像均衡处理模块的输入端相连接。
27.本发明中：摄像机定时图像采集模块将图像投影至计算机建立摄像机坐标模块的坐标系中；便于将图像投影至坐标系中，从而使得图像处于同一个二维坐标系或者三维坐标系中。
28.本发明中：图像处理模块包括平移、旋转和缩放，所述旋转包括水平旋转、垂直旋转和绕轴旋转；便于对图像进行不同方式的处理，保证多路图像处于相同的大小、角度，保证图像展示的完整。
29.本发明中：图像畸变矫正模块包括镜像失真矫正和放大矫正；避免多路摄像机本身的原因造成采集的图像出现畸变的问题，更好的对图像进行畸变矫正。
30.本发明中：拼接融合模块包括配准和融合，所述配准包括平移模型、相似性模型和仿射模型和透视模块，所述融合包括非多分辨技术和多分辨技术；通过多种模型和技术来对图像进行更好的配准和融合。
31.本发明中：图像均衡处理模块包括亮度均衡处理和颜色均衡处理；保证图像亮度和颜色的均衡。
32.一种多目全景视频拼接的方法，包括如下步骤：
33.步骤一：将多路摄像机进行安装固定，通过摄像机定时图像采集模块对多路摄像机进行定时拍摄，得到多路同步图像，通过摄像机角度位置输入模块记录存储多路摄像机的角度位置关系，并通过算机建立摄像机坐标模块建立坐标系，多路同步图像投影到坐标系中，得到坐标系图像；
34.步骤二：图像处理模块将上述步骤一中的坐标系图像进行处理，将图像在坐标系中进行平移、水平旋转、垂直旋转、绕轴旋转和缩放；
35.步骤三：将步骤二中处理后的图像通过图像畸变矫正模块进行处理，对图像进行镜像失真矫正和放大矫正，通过图像畸变矫正模块处理后的图像通过图像投影变换模块进行投影变换；
36.步骤四：将步骤三中投影变换后的图片进行拼接融合，配准后进行图像融合；
37.步骤五：将配准融合后的图像通过图像均衡处理模块进行处理，对图像进行亮度均衡处理和对图像颜色均衡处理，最后得到全景照片。
38.工作原理：在使用时，将多路摄像机进行安装固定，通过摄像机定时图像采集模块对多路摄像机进行定时拍摄，得到多路同步图像，通过摄像机角度位置输入模块记录存储多路摄像机的角度位置关系，并通过算机建立摄像机坐标模块建立坐标系，多路同步图像投影到坐标系中，得到坐标系图像，图像处理模块将坐标系图像进行处理，将图像在坐标系中进行平移、水平旋转、垂直旋转、绕轴旋转和缩放，处理后的图像通过图像畸变矫正模块进行处理，对图像进行镜像失真矫正和放大矫正，通过图像畸变矫正模块处理后的图像通
过图像投影变换模块进行投影变换，投影变换后的图片进行拼接融合，配准后进行图像融合，将配准融合后的图像通过图像均衡处理模块进行处理，对图像进行亮度均衡处理和对图像颜色均衡处理，最后得到全景照片。
39.综上所述：该多目全景视频拼接方法及系统，通过将多路摄像机的角度位置信息在计算机上建立坐标系，可以使得多路摄像机拍摄的图像处于同一的二维或者三维坐标系中，并通过图像处理模块和图像畸变矫正模块可以对图像进行缩放、旋转、平移和矫正，进而可以将图像在物理上的差异进行校准，得到一致性好的图像，便于后续的图像拼接，保证后续多路图像处于同一的标准下，保证拼接图像的一致性、图像之间过渡的平衡性和图像显示的完整性，通过图像均衡处理模块可以对多路摄像机采集的图像进行亮度与颜色均衡处理，保证整体图像的亮度和颜色的一致性，提高图像后续展示的效果和清晰度。
40.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。