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一种正射影像拼接方法、设备以及计算机可读介质


技术摘要:
本申请涉及一种正射影像拼接方法、设备以及计算机可读介质,本申请实施例通过读取目标对象选取的待拼接的多张图像和拍摄所述图像的地形参数;对所述待拼接的多张图像进行校正处理,得到多张校正后的图像;根据所述地形参数确定图像拼接策略;基于所述拼接策略对多张所  全部
背景技术:
正射影像制作是将中心投影的航摄像片转换为正射投影的过程,经过几何纠正得 到数字正射影像,并广泛应用于国土、测绘、水利、林业、道路、桥梁等各项社会生产。 目前,正射影像制作过程只要是通过记录原始遥感影像因成像时受传感器内部状 态变化(光学系统畸变、扫描系统非线性等)、外部状态(如姿态变化)及地表状况(如地球曲 率、地形起伏)的影响,然后再对遥感影像逐一进行几何处理,并按正确的几何关系对影像 灰度进行重新采样,最后拼接形成新的正射影像。 发明人在研究过程中发现,现有技术中在对原始遥感图像进行校正处理后,往往 只采用单一的拼接算法拼接得到正射影像,但是由于拍摄地形多变等客观因素,使得正射 影像出现畸变或者错位拼接的情况,不具备普适性。
技术实现要素:
为了解决上述现有技术中由于拍摄地形多变等客观因素,使得正射影像出现畸变 或者错位拼接的情况,不具备普适性的技术问题,本申请提供了一种正射影像拼接方法、设 备以及计算机可读介质。 第一方面,本申请提供了一种正射影像拼接方法,所述方法包括: 读取目标对象选取的待拼接的多张图像和拍摄所述图像的地形参数; 对所述待拼接的多张图像进行校正处理,得到多张校正后的图像; 根据所述地形参数确定图像拼接策略; 基于所述拼接策略对多张所述校正后的图像进行拼接,得到拼接图像; 根据目标对象对所述拼接图像的编辑结果确定正射影像。 可选地,所述拼接策略包括:权重拼接法,基于所述拼接策略对多张所述校正后的 图像进行拼接,得到拼接图像的步骤包括: 根据多张所述校正后的图像的尺寸计算拼接后的正射影像的参考框和局部信息,所述 局部信息用于表示校正后的图像在所述拼接后的正射影像中的位置; 获取每张所述校正后的图像的权重值,其中,所述每张所述校正后的图像的权重值包 括每个像素点的权重值,且多个像素点的权重值均大于0; 根据所述局部信息和所述校正后的图像的权重值将所述校正后的图像镶嵌到所述正 射影像的参考框中,得到所述拼接图像。 可选地,根据所述局部信息和所述校正后的图像的权重值将所述校正后的图像镶 嵌到所述正射影像的参考框中,得到所述拼接图像的步骤,包括: 从多张所述校正后的图像中随机选取一张所述校正后的图像,根据所述局部信息将所 5 CN 111583119 A 说 明 书 2/14 页 述校正后的图像嵌入所述正射影像的参考框中; 在剩余的多张所述校正后的图像中,针对每张待嵌入正射影像的参考框的校正后的图 像,根据所述局部信息判断所述校正后的图像是否与已嵌入所述正射影像的参考框中的校 正后的图像重叠; 若根据所述局部信息确定所述校正后未与已嵌入所述正射影像的参考框中的校正后 的图像重叠,根据所述局部信息将所述校正后的图像嵌入到所述正射影像的参考框内; 或者,若根据所述局部信息确定所述校正后的图像与已嵌入所述正射影像的参考框中 的校正后的图像存在重叠部分,确定每张所述校正后的图像的正射影像权重图,所述正射 影像权重图包含多个像素点的权重值; 逐像素点判断所述重叠部分中待嵌入正射影像的参考框的校正后的图像的权重值是 否大于已嵌入所述正射影像的参考框中的校正后的图像的权重值; 若所述待嵌入正射影像的参考框的校正后的图像的权重值大于已嵌入所述正射影像 的参考框中的校正后的图像的权重值,则用待嵌入正射影像的参考框的校正后的图像的像 素点替换已嵌入所述正射影像的参考框中的校正后的图像的像素点; 重复执行在剩余的多张所述校正后的图像中,针对每张待嵌入正射影像的参考框的校 正后的图像,根据所述局部信息判断所述校正后的图像是否与已嵌入所述正射影像的参考 框中的校正后的图像重叠的步骤,直至多张所述校正后的图像全部嵌入到所述正射影像的 参考框中,得到所述拼接图像。 可选地,确定每张所述校正后的图像的正射影像权重图的步骤,包括: 以所述校正后的图像的像底点为中心,根据校正后的图像的像素点到所述中心的距离 设置像素点的权重值,以使距离所述中心短的像素点的权重值大于距离所述中心远的像素 点的权重值; 根据相机参数确定相机的曝光点; 根据所述位姿信息计算经过亮度校正后的图像中每个像素点的高程位置; 针对每个所述像素点,计算每个像素点的所述高程位置与曝光点的连接线和垂直方向 上的垂线,并计算所述连接线与所述垂线的夹角; 在所述中心到图像边界的射线上,若距离所述中心远的像素点的夹角小于距离所述中 心近的像素点的夹角的最大值,将距离所述中心远的像素点的权重值设置为0; 重复执行针对每个所述像素点,计算每个像素点的所述高程位置与曝光点的连接线和 垂直方向上的垂线,并计算所述连接线与所述垂线的夹角的步骤,直至得到所述校正后的 图像中的全部像素点的权重值,得到正射影像权重图。 可选地,所述拼接策略包括:镶嵌法,基于所述拼接策略对多张所述校正后的图像 进行拼接,得到拼接图像的步骤包括: 根据多张所述校正后的图像的尺寸计算拼接后的正射影像的范围框和位置信息,所述 位置信息用于表示校正后的图像在所述拼接后的正射影像中的位置; 从多张所述校正后的图像中随机选取一张所述校正后的图像,根据所述位置信息将所 述校正后的图像嵌入所述正射影像的范围框中; 在剩余的多张所述校正后的图像中,针对每张待嵌入正射影像的参考框的校正后的图 像,根据所述位置信息判断所述校正后的图像是否与已嵌入所述正射影像的范围框中的校 6 CN 111583119 A 说 明 书 3/14 页 正后的图像重叠; 若根据所述位置信息确定所述校正后的图像与已嵌入所述正射影像的范围框中的校 正后的图像存在拼接重叠部分,在所述拼接重叠部分中确定最优拼接线; 根据所述最优拼接线将所述校正后的图像嵌入到所述正射影像的范围框中; 重复执行在剩余的多张所述校正后的图像中,针对每张待嵌入正射影像的参考框的校 正后的图像,根据所述位置信息判断所述校正后的图像是否与已嵌入所述正射影像的范围 框中的校正后的图像重叠的步骤,直至多张所述校正后的图像全部嵌入到所述正射影像的 范围框中,得到所述拼接图像。 可选地,在所述拼接重叠部分中确定最优拼接线的步骤,包括: 计算所述重叠部分中所述校正后的图像的第一梯度图和已嵌入所述正射影像的范围 框中的校正后的图像的第二梯度图; 计算第一梯度图中的梯度与第二梯度图中的梯度差,得到差值能量图; 根据所述重叠部分计算归一化交叉互相关系数; 根据所述归一化交叉互相关系数和所述差值能量图计算初始化能量图,所述初始化能 量图是以像素为节点,相邻像素值的和为边的无向图; 对所述初始化能量图进行降采样处理,并利用图割法在降采样处理后的初始化能量图 中确定分割线; 将所述降采样处理后的初始化能量图的分辨率调整至初始分辨率,得到包含若干个不 连续的拼接线的初始化能量图; 利用形态学方法将若干个所述拼接线膨胀到带状区域,并在带状区域中利用路径搜索 算法连接若干个所述拼接线,得到所述最优拼接线。 可选地,对所述待拼接的多张图像进行校正处理,得到多张校正后的图像的步骤 包括: 获取拍摄所述图像的相机参数和用于表示每张所述图像在拍摄时的位姿信息; 根据所述相机参数对多张所述图像进行畸变校正,得到多张畸变校正后的图像; 针对每张所述畸变校正后的图像,根据与所述畸变校正后的图像前后相邻的N张畸变 校正后的图像的亮度值计算目标亮度值; 将所述畸变校正后的图像的亮度值调整至所述目标亮度值,得到多张亮度校正后的图 像; 针对每张所述亮度校正后的图像,根据所述位姿信息对所述亮度校正后的图像进行正 射纠正,得到多张所述校正后的图像。 可选地,针对每张所述亮度校正后的图像,根据所述图像在拍摄时的位姿信息对 所述图像进行正射纠正,得到多张所述校正后的图像步骤,包括: 针对每张所述亮度校正后的图像,根据位姿信息计算经过亮度校正后的图像在投影坐 标系中的包围盒和包围盒坐标; 根据所述相机参数和所述包围盒坐标计算相机矩阵; 基于所述相机矩阵将所述亮度校正后的图像中的像素点逐一提取到所述包围盒中,得 到所述校正后的图像; 在剩余的待处理的多张所述亮度校正后的图像中,重复执行针对每张所述亮度校正后 7 CN 111583119 A 说 明 书 4/14 页 的图像,根据位姿信息计算经过亮度校正后的图像在投影坐标系中的包围盒和包围盒坐标 的步骤,直至得到多张所述校正后的图像。 第二方面,本申请提供了一种正射影像拼接设备,包括存储器、处理器,所述存储 器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现 上述第一方面任一项所述的方法的步骤。 第三方面,本申请提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可 读介质,所述程序代码使所述处理器执行第一方面任一所述方法。 本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:本申请实施例 通过读取目标对象选取的待拼接的多张图像和拍摄图像的地形参数;对所述待拼接的多张 图像进行校正处理,得到多张校正后的图像;根据所述地形参数确定图像拼接策略;基于所 述拼接策略对多张所述校正后的图像进行拼接,得到拼接图像;根据目标对象对所述拼接 图像的编辑结果确定正射影像,本申请能够根据地形参数的变化制定合适的拼接策略,适 用于不同场景拍摄的图像拼接,减少拼接后正射影像出现畸变或者错位拼接的情况,使图 像拼接算法具备更强的普适性。 附图说明 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本发明的实施 例,并与说明书一起用于解释本发明的原理。 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而 言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本申请实施例提供的一种正射影像拼接方法的流程图; 图2为本申请实施例提供的图1中步骤S104的流程图; 图3为本申请实施例提供的图2中步骤S203的流程图; 图4为本申请实施例提供的图1中步骤S104的流程图; 图5为本申请实施例提供的遮挡检测原理示意图; 图6为本申请实施例提供的图1中步骤S104的流程图; 图7为本申请实施例提供的图6中步骤S604的流程图; 图8为本申请实施例提供的图1中步骤S103的流程图; 图9为本申请实施例提供的图8中步骤S805的流程图; 图10为本申请实施例提供的一种电子设备结构示意图。
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