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专利号: 2021100428442
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:包括以下步骤:一、多个IP摄像机输入视频流数据在GPU中解码,得到多个解码图像;

二、对解码图像进行图像配准:包括图像特征提取、图像特征匹配和相机参数估计、优化与矫正;

三、对配准后的图像进行图像融合,得到全景图像:图像融合包括映射变换、投影变换、分割填充和接缝两侧区域融合;

四、全景图像在GPU上编码,然后使用标准视频流RTSP协议推送到视频流服务器供客户端拉取。

2.根据权利要求1所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤一中,在GPU解码中,解码器首先得到视频数据流包,从视频流的第一个数据包中读取预先配置的参数来配置解码器,然后解码为YUV格式图像。

3.根据权利要求2所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤二中,先将YUV图像转为RGB图像,然后在RGB图像序列下进行配准。

4.根据权利要求3所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤二中,图像特征提取采用SURF算法。

5.根据权利要求4所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤二中,图像特征匹配采用KNN匹配和RANSAC优化匹配方法;KNN匹配公式为:式中,ρ表示匹配阈值, 和 为两个特征点的距离;

而RANSAC优化匹配方法为:先利用匹配点计算单应性矩阵,然后利用重投影误差判定某一个匹配是否为正确匹配,不正确则剔除。

6.根据权利要求5所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤二中,相机参数估计、优化与矫正的方法为:先使用最大树生成法在多幅图像中找到基准图像,然后计算相机内外参数,接着使用光束平差法矫正,最后进行波形矫正。

7.根据权利要求6所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤三中,映射变换的公式为:式中, 为图像坐标系, 为世界坐标系, 为旋转矩阵, 为相机的内参数矩阵。

8.根据权利要求7所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤三中,投影变换选择球体投影方法进行投影,球体投影正向投影公式为:表示尺度;

反向投影公式为:

由 得到 的公式为:

最后根据投影公式计算出图像变换Map。

9.根据权利要求8所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤三中,分割填充的方法为:根据投影变换参数,选择基于距离准则的逐点法计算接缝线,即原图像分割线,然后对源图像裁剪和目标全景图像填充。

10.根据权利要求9所述的视角可配置的摄像机全景拼接方法,其特征在于:步骤三中,接缝两侧区域融合的方法为:对接缝线进行了平滑虚化处理,通过渐变权重的方法达到自然衔接的效果,其公式为:式中 表示融合后新图像的像素矩阵, 和 分别表示源图像接缝线两侧区域内的像素矩阵, 和 分别为 和 的对应权重矩阵,即在接缝区域两幅图像对应像素点的值乘以对应的权值,然后相加得到新的像素点,组成的新的图像。

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