專利名稱：一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生且技術(shù)愈加成熟，并隨之帶動(dòng)了圖像無縫拼接技術(shù)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。在日常生活中，人們接觸的事物80%是用圖像表達(dá) 的，這給人們更加全面的認(rèn)識(shí)和理解事物帶來了極大的方便，而且也極大地促進(jìn)了人們開發(fā)和處理圖像技術(shù)的能力。但是，如何將圖像更加全面且清晰地展現(xiàn)在人們的視野中也顯現(xiàn)出一些棘手的問題，比如將多幅單張且有重合部分的圖像無縫拼接為一幅全景圖，這還需要專業(yè)的計(jì)算機(jī)編程手段去完成。針對(duì)更有效地解決圖像無縫拼接這一問題，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)圖像處理手段有基于各種計(jì)算機(jī)語言的圖像處理系統(tǒng)，主要應(yīng)用于大量航拍或衛(wèi)星圖像的整合。但是現(xiàn)在大多數(shù)非計(jì)算機(jī)專業(yè)人士并不能熟練掌握和運(yùn)用高深的計(jì)算機(jī)語言，為了使更多的人理解圖像拼接的過程，設(shè)計(jì)一種基于halcon語言設(shè)計(jì)出一種圖像自動(dòng)拼接裝置，由于halcon是新興的機(jī)器視覺處理軟件，相比于之前的圖像處理軟件最大的優(yōu)點(diǎn)是算子多，速度快，容易與VisualStudio接口。使用halcon實(shí)現(xiàn)圖像自動(dòng)拼接裝置會(huì)使拼接速度明顯加快。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，包括圖像輸入模塊，圖像輸入模塊與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)上連接有顯示屏。本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)是所述的圖像輸入模塊選擇攝像機(jī)或移動(dòng)硬盤或優(yōu)盤。本實(shí)用新型的基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，結(jié)構(gòu)非常簡單，圖像自動(dòng)拼接是在計(jì)算機(jī)中編寫halcon算法處理圖像,在VisualStudio編輯的操作界面處理圖像。且容易操作，拼接過程為自動(dòng)化，輸出圖像為無縫全景圖等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足實(shí)際中使用者的需求，無需設(shè)置其他參數(shù)即可完成圖像的拼接。采用本實(shí)用新型的基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，能夠解決將數(shù)張有重疊部分的圖像(可能是不同時(shí)間、不同視角或者不同傳感器獲得的)自動(dòng)拼成一幅大型無縫高分辨率全景圖，即通過人工拍攝同一場景不同角度的圖像存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置的軟件環(huán)境下點(diǎn)擊讀入圖像按鈕，選擇圖像所在位置，軟件將會(huì)自動(dòng)導(dǎo)入圖片，然后經(jīng)過圖像預(yù)處理、圖像配準(zhǔn)、建立變換模型、同一坐標(biāo)變換、圖像融合、輸出圖像等過程，最終將一系列空間重疊的圖像構(gòu)造成一幅無縫高清晰全景圖，通過顯示屏顯示出來，最后將圖像保存在計(jì)算機(jī)設(shè)定的文件夾中。
圖I為本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)示意框圖；圖2為拼接程序工作界面圖；圖3為本實(shí)用新型的基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置工作原理圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)施例給出一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，包括圖像輸入模塊，圖像輸入模塊與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)上連接有顯示屏。在計(jì)算機(jī)內(nèi)有自動(dòng)拼接 程序界面，用于對(duì)輸入圖像和輸出圖像的操作，其內(nèi)部包含了讀入圖像算法、圖像預(yù)處理算法、圖像配準(zhǔn)算法、建立變換模型算法、同一坐標(biāo)變換算法、圖像融合算法、輸出圖像算法、保存圖像算法。本實(shí)施例中，圖像輸入模塊可以選擇攝像機(jī)或移動(dòng)硬盤或優(yōu)盤。用于將拍攝圖像讀入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，為計(jì)算機(jī)的運(yùn)行提供輸入?yún)?shù)。顯示屏，用于計(jì)算機(jī)的程序完成后，將全景圖顯示出來。參照?qǐng)D2，在圖像自動(dòng)拼接操作程序界面上包括載入圖像按鈕、圖像預(yù)覽窗口、拼接圖像按鈕等。根據(jù)實(shí)際拍攝圖像通過圖像輸入模塊送入計(jì)算機(jī)，所述圖像預(yù)覽窗口，計(jì)算機(jī)將讀入的圖像顯示在自動(dòng)拼接操作程序界面上。所述拼接圖像按鈕，即當(dāng)讀入拍攝圖像完畢后，確定所需拼接的圖像無誤，點(diǎn)擊拼接圖像按鈕，裝置將自動(dòng)拼接圖像，最后顯示一幅無縫的全景圖。參照?qǐng)D3，圖像拼接主要分為三個(gè)主要步驟圖像預(yù)處理、圖像匹配、圖像融合與邊界平滑。一般情況下拍攝的圖像為彩色圖片，計(jì)算機(jī)首先將彩色圖片做預(yù)處理，將圖片轉(zhuǎn)換為灰度圖，以提高匹配精度。其次對(duì)圖像中的匹配信息進(jìn)行提取，其提取的特征點(diǎn)主要指圖像中的明顯點(diǎn)，如房屋角點(diǎn)、圓點(diǎn)等。在此之后，將待拼接圖像轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中，完成統(tǒng)一坐標(biāo)變換，這樣就可以再統(tǒng)一的坐標(biāo)系下記錄重合特征點(diǎn)的坐標(biāo)位置，為圖片重合提供依據(jù)。最后將圖像進(jìn)行融合，并對(duì)縫合的邊界進(jìn)行平滑處理，讓縫合自然過渡。由于任何兩幅相鄰圖像在采集條件上都不可能做到完全相同，因此，對(duì)于一些本應(yīng)該相同的圖像特性，如圖像的光照特性等，在兩幅圖像中就不會(huì)表現(xiàn)的完全一樣。圖像拼接縫隙就是從一幅圖像的圖像區(qū)域過渡到另一幅圖像的圖像區(qū)域時(shí)，由于圖像中的某些相關(guān)特性發(fā)生了躍變而產(chǎn)生的。圖像融合就是為了讓圖像間的拼接縫隙不明顯，使拼接更自然，最終成為無縫全景圖像，輸出到顯示屏上。基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接程序，并將拼接的全景圖顯示在屏幕上。其工作過程是讀入圖像計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入模塊讀出的拍攝圖像，采用readjmage函數(shù)依次把拍攝圖像讀入計(jì)算機(jī)內(nèi)部，存入同一個(gè)結(jié)構(gòu)體變量里面。圖像預(yù)處理首先設(shè)置一個(gè)數(shù)組用來控制進(jìn)行預(yù)處理的圖片的順序，使用rgbl_to_gray算子將圖片轉(zhuǎn)化為灰度圖，然后將有重疊部分的圖片分別按照順序使用points_foerstner算子找出特征點(diǎn)，并且儲(chǔ)存起來。圖像匹配圖片匹配需要采用一定的匹配策略，找出待拼接圖像中的模板或特征點(diǎn)在參考圖像中對(duì)應(yīng)的位置，進(jìn)而確定兩幅圖像之間的變換關(guān)系。具體實(shí)施算法如下首先將有重疊部分的兩幅圖片放入同一個(gè)結(jié)構(gòu)體里面，并且變換坐標(biāo)系，使兩幅圖片在同一個(gè)結(jié)構(gòu)體里面左右排列，在新的結(jié)構(gòu)體里面使用gen_cross_contour_xld算子，將預(yù)處理中得到的特征點(diǎn)在新的結(jié)構(gòu)體里面表示出來，繼而使用proj_match_points_ransac算子，將此結(jié)構(gòu)體里面的左右兩幅圖里面相同的特征點(diǎn)使用線條連接起來，并將連接線條的坐標(biāo)信息儲(chǔ)存。如此反復(fù)進(jìn)直到所有的有重疊的圖片的連接線條信息全部被儲(chǔ)存。 圖像融合使用gen_projective_mosaic算子,按照之前計(jì)算出的連接線條信息將讀入的所有圖片拼接到一起，即實(shí)現(xiàn)圖像的無縫拼接。至此關(guān)于圖像的拼接融合部分已經(jīng)完成，然后可以進(jìn)行一些后處理，比如進(jìn)行平滑算法，使拼接出來的圖片更加柔和順暢等等，最終根據(jù)用戶需要使圖像保存在所需位置。本實(shí)用新型的基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，根據(jù)人工拍攝同一場景不同角度的圖像，在計(jì)算機(jī)上基于VisualStudio做出圖像拼接操作界面，然后與halcon進(jìn)行接口，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)圖像自動(dòng)導(dǎo)入、圖像自動(dòng)拼接等功能，而且得到的圖像為高清晰的無縫全景圖，大大減少了人工拼接圖像的工作量。不僅如此，這種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置還有操作簡單、使用方便、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，其特征在于，包括圖像輸入模塊，圖像輸入模塊與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)上連接有顯示屏。
2.如權(quán)利要求I所述的基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，其特征在于，所述的圖像輸入模塊選擇攝像機(jī)或移動(dòng)硬盤或優(yōu)盤。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于halcon算法的圖像自動(dòng)拼接裝置，包括圖像輸入模塊，圖像輸入模塊與計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)上連接有顯示屏。裝置結(jié)構(gòu)非常簡單，圖像自動(dòng)拼接是在計(jì)算機(jī)中編寫halcon算法處理圖像，在VisualStudio編輯的操作界面處理圖像。且容易操作，拼接過程為自動(dòng)化，輸出圖像為無縫全景圖等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足實(shí)際中使用者的需求，無需設(shè)置其他參數(shù)即可完成圖像的拼接。具有操作簡單、使用方便、效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T5/50GK202771488SQ201220335430
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者韓毅, 楊震, 王金洋, 趙含雪 申請(qǐng)人:長安大學(xué)