CN114463184A - 图像拼接方法、装置及存储介质、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像拼接方法、装置及存储介质、电子设备,其中,图像拼接方法包括:获取当前待拼接子图;计算当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据匹配得分确定当前待拼接子图与已扫描子图之间的子路径,并根据子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,已扫描子图与当前待拼接子图相邻;扫描并更新当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据拼接得分得到最终拼接图,以及在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,返回计算匹配得分的步骤。本发明有效地提高了图像拼接的准确性,确保了图像拼接结果的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,尤其涉及到一种图像拼接方法、装置及存储介质、电子设备。
背景技术
相关技术中,针对有序图的大图拼接往往是基于点匹配方案或者是基于模板匹配等方案匹配到最佳的位置,然后进行拼接融合,然而这种方案当遇到特征或者纹理重复时,容易出现拼接错误。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种图像拼接方法,通过获取最优路径,基于最优路径对待拼接子图进行拼接,有效地提高了图像拼接的准确性,确保了图像拼接结果的可靠性。
本发明的第二个目的在于提出一种图像拼接装置。
本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种图像拼接方法,所述方法包括:获取当前待拼接子图;计算所述当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据所述匹配得分确定所述当前待拼接子图与所述已扫描子图之间的子路径,并根据所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,所述已扫描子图与所述当前待拼接子图相邻;扫描并更新所述当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据所述拼接得分得到最终拼接图,以及在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,返回计算匹配得分的步骤。
根据本发明实施例的图像拼接方法,通过计算待拼接子图和已扫描子图的匹配得分,确定待拼接子图和已扫描子图的子路径,基于子路径拼接并计算拼接得分,直至所有待拼接图片扫描完成,根据拼接得分确定最终拼接图,可最大程度地减少由于重复特征或纹理导致的拼接错误,有效地提高了图像拼接的准确性,确保了图像拼接结果的可靠性。
另外,根据本发明上述实施例提出的图像拼接方法还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一个实施例,所述最终拼接图由M×N个子图拼接得到,表示第行第列的子图,其中,,;计算所述子图与已扫描子图的匹配得分,根据所述匹配得分确定子路径,包括:在时,计算子图与子图的匹配得分,对所述匹配得分进行比较,保留得分前X的子路径;在时,计算子图与子图的匹配得分,对所述匹配得分进行比较,保留得分前X的子路径,其中,X为正整数。
根据本发明的一个实施例,根据所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应多个拼接得分,包括:根据记录的X个所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分;对所述拼接得分进行比较,保留得分前Y的拼接图及对应的拼接得分,其中,Y为大于X的正整数。
根据本发明的一个实施例,通过下式计算所述拼接的拼接得分:
根据本发明的一个实施例,根据所述拼接得分得到最终拼接图,包括:对保留的拼接得分进行比较,并将所述拼接得分最大的拼接图,作为所述最终拼接图。
根据本发明的一个实施例,在将所述拼接得分最大的拼接图,作为所述最终拼接图之前,所述方法还包括:对所述拼接得分最大的拼接图进行融合处理。
根据本发明的一个实施例,计算所述匹配得分时,采用归一化后的欧氏距离取反的方式,其中,所述匹配得分与所述欧氏距离反相关。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种图像拼接装置,所述装置包括:获取模块,用于获取当前待拼接子图;计算模块,用于计算所述当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据所述匹配得分确定所述当前待拼接子图与所述已扫描子图之间的子路径,并根据所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,所述已扫描子图与所述当前待拼接子图相邻;确定模块,用于扫描并更新所述当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据所述拼接得分得到最终拼接图;其中,所述确定模块还用于在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,再利用所述计算模块计算匹配得分。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现如上述的图像拼接方法。
为达到上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种电子设备,包括存储器和处理器,存储器上存储有计算机程序,计算机程序被所述处理器执行时,实现如上述的图像拼接方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明一个实施例的图像拼接方法的流程图;
图2是本发明一个具体实施例的图像拼接的示意图;
图3是本发明一个实施例的计算拼接得分的流程图;
图4是本发明一个具体实施例采集的待拼接子图的示意图;
图5是利用本发明实施例得到的图4中子图(1,1)和子图(1,2)最优路径的拼接示意图;
图6是利用本发明实施例得到的图4中子图(2,1)和子图(2,2)最优路径的拼接示意图;
图7是本发明另一个具体实施例的常规顺序拼接结果的示意图;
图8是利用本发明实施例对图7中的子图进行拼接的效果示意图;
图9是本发明一个实施例的图像拼接装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面将结合说明书附图1-9以及具体的实施方式对本发明实施例的图像拼接方法、装置及存储介质、电子设备进行详细地说明。
图1是本发明一个实施例的图像拼接方法的流程图。如图1所示,图像拼接方法可包括:
S1,获取当前待拼接子图。
具体地,可利用图像采集装置采集待拼接子图,以从图像采集装置获取待拼接子图,对待拼接子图进行拼接。
在本发明的实施例中,在从图像采集装置中获取待拼接子图,对待拼接子图进行拼接时,一次获取一张待拼接子图,将获取的当前待拼接子图与已获取且扫描后的待拼接子图进行拼接。具体地,在当前待拼接子图是第一幅获取的图片时,对该图片进行扫描。在当前待拼接子图不是第一幅获取的图片时,将该当前待拼接子图与已扫描的图片进行匹配,以获取当前待拼接子图的周边图片。
需要说明的是,待拼接子图为有序的子图。其中,当前待拼接子图可以是整幅图的待拼接子图,也可以是局部图的待拼接子图。
在本发明的实施例中,图像采集装置可以为摄像机、手机等其他可以采集图片的电子设备。
S2,计算当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据匹配得分确定当前待拼接子图与已扫描子图之间的子路径,并根据子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,已扫描子图与当前待拼接子图相邻。
具体地,在确定当前待拼接子图与周边子图的最优拼接路径时,将当前待拼接子图与已扫描子图进行匹配,计算当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分。
需要说明的是,匹配得分的高低表示当前待拼接子图与已扫描子图之间的匹配程度。匹配得分越高表明当前待拼接子图与已扫描子图之间匹配程度越高。匹配得分越低表明当前待拼接子图与已扫描子图之间匹配程度越低。
因此,在根据匹配得分确定当前待拼接子图与已扫描子图之间的子路径,以及根据子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接。为防止子路径较多,需要进行拼接的图片量大,导致的拼接图片速度慢,计算量大的问题。可保留匹配得分较高的子路径,排除当前待拼接子图与明显不匹配的已扫描子图的子路径。
作为一可行的实施方式,可根据匹配得分排列顺序,保留子路径。如,取匹配得分前10 的子路径。
作为另一可行的实施方式,可根据匹配得分的大小,确定子路径。如,取匹配得分大于预设阈值的子路径。
作为一具体的实施方式,最终拼接图由M×N个子图拼接得到,表示第行第列的子图,其中,,,计算子图与已扫描子图的匹配得分,根据匹配得分确定子路径,可包括:在时,计算子图与子图的匹配得分,对匹配得分进行比较,保留得分前X的子路径;在时,计算子图与子图的匹配得分,对匹配得分进行比较,保留得分前X的子路径,其中,X为正整数。
具体地,参见图2,在当前待拼接子图不是第一列的子图,确定当前待拼接子图与子图(即当前待拼接子图左边缘连接的子图)时,计算当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,保留得分靠前(前X)的子路径,即将匹配得分靠前的子路径作为当前待拼接子图与子图(左边缘连接的子图)的最优路径。
具体地,参见图2,在当前待拼接子图不是第一行的子图,确定该当前待拼接子图与子图(即当前待拼接子图上边缘连接的子图)时,计算当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,保留得分靠前(前X)的子路径,即将匹配得分靠前的子路径作为当前待拼接子图与子图(上边缘连接的子图)的最优路径。
在本发明的实施例中,在确定当前待拼接子图是不是第一列的子图和/或第一行的子图时,可获取当前待拼接子图的序列号信息、坐标信息等表示待拼接子图的序列信息,以根据待拼接子图的序列信息在确定当前待拼接子图是不是第一列的子图和/或第一行的子图。或者对当前待拼接子图进行识别,以判断当前待拼接子图是否为第一列的子图和/或第一行的子图。
在本发明的实施例中,X的取值可为10、20等,可依据待拼接子图的数量进行设置。
在本发明的实施例中,计算匹配得分时,可采用归一化后的欧氏距离取反的方式,其中,匹配得分与欧氏距离反相关。即欧氏距离越大,对应的匹配得分越低。
在本发明的实施例中,匹配得分还可以采用直方图匹配得分,模板匹配得分等等,在此不做限定。
作为一具体的实施方式,如图3所示,根据子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应多个拼接得分,可包括:
S21,根据记录的X个子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分;
S22,对拼接得分进行比较,保留得分前Y的拼接图及对应的拼接得分,其中,Y为大于X的正整数。
需要说明的是,拼接得分的高低表示子图(1,1)与当前待拼接子图或当前待拼接子图与周边子图(子图和/或子图)拼接后的匹配程度。拼接得分越高说明子图(1,1)与当前待拼接子图或当前待拼接子图与周边子图(子图和/或子图)拼接后的匹配效果越好。拼接得分越低说明子图(1,1)与当前待拼接子图或当前待拼接子图与周边子图(子图和/或子图)拼接后匹配效果越差。
因此,可对根据记录的X个子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接后得到的拼接图的拼接得分进行比较,保留得分靠前(前Y)的拼接图,以排除匹配效果不佳的拼接图。
在本发明的实施例中,Y的取值可为1000、2000等,可依据待拼接子图、保留的子路径以及得到的拼接图进行设置。
在本发明的实施例中,通过下式计算拼接图的拼接得分:
S3,扫描并更新当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据拼接得分得到最终拼接图,以及在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,返回计算匹配得分的步骤。
具体地,扫描当前待拼接子图,更新当前待拼接子图,即获取下一个待拼接子图,将获取的下一个待拼接子图作为当前待拼接子图,并重复上述步骤S2,直至更新后的待拼接子图为最后的已扫描子图。
在本发明的实施例中,根据拼接得分得到最终拼接图,包括:对保留的拼接得分进行比较,并将拼接得分最大的拼接图,作为最终拼接图。
具体地,当更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,即所有待拼接子图均被扫描后,对保留的拼接图对应的拼接得分进行比较,取拼接得分最大的拼接图作为最后的拼接图。
在本发明的实施例中,在将拼接得分最大的拼接图,作为最终拼接图之前,图像拼接方法还包括:对拼接得分最大的拼接图进行融合处理。
具体地,为了使得到的最终拼接图效果更好,可对拼接得分最大的拼接图进行融合处理。具体地,对拼接得分最大的拼接图的拼接处进行图像融合处理。
作为一个示例,图4是本发明一个具体实施例的采集的待拼接子图的示意图。其中,图4中的待拼接子图包含光栅影像。由于光栅影像的重复性,易导致匹配图4中待拼接子图的拼接出现错误。而利用本发明实施例对图4中的子图(1,1)和子图(1,2)进行拼接时,可得到子图(1,1)和子图(1,2)拼接的最优解(最优路径),参见图5。利用本发明实施例对图4中的子图(2,1)和子图(2,2)进行拼接时,可得到子图(2,1)和子图(2,2)拼接的最优解(最优路径),参见图6。需要说明的是,图5和图6仅为图4中的待拼接子图(子图(1,1)和子图(1,2),子图(2,1)和子图(2,2))最优拼接路径的拼接示意图,并不是最终拼接图。在确定最终拼接图的过程中,还会进一步计算待拼接子图与周边图的匹配得分,以及对应拼接图的拼接得分,以提高最终拼接图的准确性,确保拼接结果的可靠性。
作为另一个示例,图7是本发明另一个具体实施例的常规顺序拼接结果的示意图。如图7所示,图7中存在大量的网格类重复特征。图8是利用本发明实施例对图7中的子图进行拼接的效果示意图。可见,采用本发明实施例的方法,即采用基于路径最优的拼接方式,可以最大限度地利用非重复特征,减少类似表格的重复特征影响,从而达到最优的拼接效果。
本发明实施例的图像拼接方法,通过获取最优路径,基于最优路径对待拼接子图进行拼接,得到最终拼接图,可最大程度地减少由重复特征(纹理)导致的拼接错误,有效提高了待拼接子图拼接的准确性,确保拼接结果的可靠性。
基于上述的图像拼接方法,本发明还提出了一种图像拼接装置。
图9是本发明一个实施例的图像拼接装置的结构示意图。如图9所示,图像拼接装置100包括获取模块10,计算模块20和确定模块30。
其中,获取模块10用于获取当前待拼接子图;计算模块20用于计算当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据匹配得分确定当前待拼接子图与已扫描子图之间的子路径,并根据子路径对当前待拼接子图和已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,已扫描子图与当前待拼接子图相邻;确定模块30,用于扫描并更新当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据拼接得分得到最终拼接图;其中,确定模块30还用于在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,利用计算模块20计算匹配得分。
需要说明的是,本发明实施例的图像拼接装置的其他具体实施方式可参见本发明上述实施例的图像拼接方法的具体实施方式。
基于上述的图像拼接方法,本发明还提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现如上述的图像拼接方法。
基于上述的图像拼接方法,本发明还提出了一种电子设备,包括存储器和处理器,存储器上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时,实现如上述的图像拼接方法。
本发明实施例的图像拼接装置及存储介质、设备,利用上述的图像拼接方法,有效地提高了图像拼接的准确性,确保了图像拼接结果的可靠性。
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用,或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种图像拼接方法,其特征在于,所述方法包括:
获取当前待拼接子图;
计算所述当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据所述匹配得分确定所述当前待拼接子图与所述已扫描子图之间的子路径,并根据所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,所述已扫描子图与所述当前待拼接子图相邻;
扫描并更新所述当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据所述拼接得分得到最终拼接图,以及在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,返回计算匹配得分的步骤。
3.根据权利要求2所述的图像拼接方法,其特征在于,根据所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应多个拼接得分,包括:
根据记录的X个所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分;
对所述拼接得分进行比较,保留得分前Y的拼接图及对应的拼接得分,其中,Y为大于X的正整数。
5.根据权利要求3所述的图像拼接方法,其特征在于,根据所述拼接得分得到最终拼接图,包括:
对保留的拼接得分进行比较,并将所述拼接得分最大的拼接图,作为所述最终拼接图。
6.根据权利要求5所述的图像拼接方法,其特征在于,在将所述拼接得分最大的拼接图,作为所述最终拼接图之前,所述方法还包括:
对所述拼接得分最大的拼接图进行融合处理。
7.根据权利要求3所述的图像拼接方法,其特征在于,计算所述匹配得分时,采用归一化后的欧氏距离取反的方式,其中,所述匹配得分与所述欧氏距离反相关。
8.一种图像拼接装置,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取当前待拼接子图;
计算模块,用于计算所述当前待拼接子图与已扫描子图的匹配得分,根据所述匹配得分确定所述当前待拼接子图与所述已扫描子图之间的子路径,并根据所述子路径对所述当前待拼接子图和所述已扫描子图进行拼接,得到多个拼接图及对应的多个拼接得分,其中,所述已扫描子图与所述当前待拼接子图相邻;
确定模块,用于扫描并更新所述当前待拼接子图,并在更新后的当前待拼接子图为最后的已扫描子图时,根据所述拼接得分得到最终拼接图;其中,所述确定模块还用于在更新后的当前待拼接子图不为最后的已扫描子图时,再利用所述计算模块计算匹配得分。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-7中任一项所述的图像拼接方法。
10.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1-7中任一项所述的图像拼接方法。
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