自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，包括：對采集到的航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像進(jìn)行平滑、銳化,消減航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的噪聲，增強航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的邊緣，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理獲取圖像增強后的航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像俯視圖；根據(jù)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像俯視圖中標(biāo)志板尺寸所確定的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換比例關(guān)系，將設(shè)置標(biāo)志板近景圖像轉(zhuǎn)換到航拍圖像的坐標(biāo)系中，完成統(tǒng)一坐標(biāo)變換；在航拍圖像中搜索定位所述設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的對應(yīng)位置，根據(jù)互相關(guān)相似性測度確定兩幅圖像之間的配準(zhǔn)變換關(guān)系；采用圖像像素RGB值加權(quán)法實現(xiàn)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像重疊區(qū)域的融合。
【專利說明】自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交通事故現(xiàn)場信息處理領(lǐng)域，具體涉及一種自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航拍圖像在交通事故現(xiàn)場勘測中具有重要作用，它能夠高效地還原事故現(xiàn)場各要素，但是航拍圖像為了獲取全局信息，拍攝位置往往較高，因此對地面較細(xì)小痕跡信息分辨能力不足。近景圖像在交通事故現(xiàn)場勘測中以較高的分辨率提供了各要素細(xì)節(jié)信息，但無法反映其在整個場景的位置情況。為了更好的進(jìn)行事故分析，利用配準(zhǔn)融合技術(shù)綜合航拍圖像和近景圖像信息是未來的發(fā)展趨勢，將多種交通事故現(xiàn)場勘查圖像結(jié)合起來，充分利用不同勘查圖像的特點，在一幅圖像上同時表達(dá)來自事故現(xiàn)場的多方面信息，使事故現(xiàn)場中的關(guān)鍵元素位置、關(guān)鍵元素細(xì)節(jié)等多方面的狀況通過配準(zhǔn)融合后的圖像反映出來，從而更加直觀地提供交通事故現(xiàn)場信息。
[0003]目前可以采用人工方式搜索定位航拍圖像和近景圖像中的特征物體，進(jìn)而利用特征物體實現(xiàn)航拍圖像和近景圖像的人工配準(zhǔn)融合。但近景圖像較多的情況下，人工方式就顯得費時費力，而且準(zhǔn)確度不高。因此，一種用于自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的標(biāo)志物以及實現(xiàn)方法非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，特別創(chuàng)新地提出了一種自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其關(guān)鍵在于，包括如下步驟:
[0006]步驟1，對采集到的航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像進(jìn)行平滑、銳化，消減航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的噪聲，增強航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的邊緣，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理獲取圖像增強后的航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像俯視圖；
[0007]步驟2，根據(jù)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像俯視圖中標(biāo)志板尺寸所確定的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換比例關(guān)系，將設(shè)置標(biāo)志板近景圖像轉(zhuǎn)換到航拍圖像的坐標(biāo)系中，完成統(tǒng)一坐標(biāo)變換；
[0008]步驟3，在航拍圖像中搜索定位所述設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的對應(yīng)位置，根據(jù)互相關(guān)相似性測度確定兩幅圖像之間的配準(zhǔn)變換關(guān)系；
[0009]步驟4，采用圖像像素RGB值加權(quán)法實現(xiàn)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像重疊區(qū)域的融合。
[0010]上述技術(shù)方案的有益效果為:經(jīng)過融合配準(zhǔn)之后的圖像，其具有更豐富全面的現(xiàn)場信息，能夠更好地反應(yīng)事故現(xiàn)場整體和關(guān)鍵局部場景狀況，便于交通事故現(xiàn)場信息的分析和利用。
[0011]所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，優(yōu)選的，所述步驟3包括:[0012]步驟3-1，根據(jù)設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的標(biāo)志板顏色具有旋轉(zhuǎn)不變性和尺度不變性，將所述標(biāo)志板結(jié)構(gòu)顏色作為所述設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的索引特征對其在航拍圖像中進(jìn)行搜索定位，獲得設(shè)置標(biāo)志板近景圖像在航拍圖像中的位置區(qū)域；
[0013]步驟3-2，通過采用Harris角點檢測算法將所述標(biāo)志板扇形結(jié)構(gòu)所在圓的圓心作為設(shè)置標(biāo)志板近景圖像與航拍圖像的配準(zhǔn)控制點；
[0014]步驟3-3，根據(jù)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像均為RGB彩色圖像，選擇采用圖像RGB值互相關(guān)配準(zhǔn)，獲得最佳配準(zhǔn)位置。
[0015]所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，優(yōu)選的，所述配準(zhǔn)控制點算法為:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，對采集到的航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像進(jìn)行平滑、銳化，消減航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的噪聲，增強航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的邊緣，然后進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換處理獲取圖像增強后的航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像俯視圖； 步驟2，根據(jù)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像俯視圖中標(biāo)志板尺寸所確定的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換比例關(guān)系，將設(shè)置標(biāo)志板近景圖像轉(zhuǎn)換到航拍圖像的坐標(biāo)系中，完成統(tǒng)一坐標(biāo)變換； 步驟3，在航拍圖像中搜索定位所述設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的對應(yīng)位置，根據(jù)互相關(guān)相似性測度確定兩幅圖像之間的配準(zhǔn)變換關(guān)系； 步驟4，采用圖像像素RGB值加權(quán)法實現(xiàn)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像重疊區(qū)域的融合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，所述步驟3包括: 步驟3-1，根據(jù)設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的標(biāo)志板顏色具有旋轉(zhuǎn)不變性和尺度不變性，將所述標(biāo)志板結(jié)構(gòu)顏色作為所述設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的索引特征對近景圖像進(jìn)行搜索定位，獲得近景圖像在航拍圖像中的位置區(qū)域； 步驟3-2，通過采用Harris角點檢測算法將所述標(biāo)志板扇形結(jié)構(gòu)所在圓的圓心作為設(shè)置標(biāo)志板近景圖像與航拍圖像的配準(zhǔn)控制點； 步驟3-3，根據(jù)航拍圖像和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像均為RGB彩色圖像，選擇采用圖像像素RGB值互相關(guān)配準(zhǔn)，獲得最佳配準(zhǔn)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，所述配準(zhǔn)控制點算法為:
E (U，V) = Σ x’ yw (X，y) [I (x+u, y+v) -1 (x, y) ]2 其中，w(x，y)為窗函數(shù)，[I (x+u, y+v)-1 (x, y)]2為圖像的梯度值，w(x, y)為矩形窗或高斯窗，對于每個位移量(U，V)，上式中雙線性近似表示為，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，所述互相關(guān)配準(zhǔn)算法為: 在航拍圖像上選擇一臨時窗口 W(l，m)，在設(shè)置標(biāo)志板近景圖像S(i，j)上尋找與其對應(yīng)的最相似的窗口Si/仏"O,其為旋轉(zhuǎn)變換窗口，用互相關(guān)相似性測度為，其中1、m為正整數(shù)，
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，所述步驟4包括: 步驟4-1，將航拍圖像的RGB值R1Q, j)、Gi(i，j) ^B1 (i, j)和設(shè)置標(biāo)志板近景圖像的RGB值R2 (i, j)、G2 (i, j)、B2 (i, j)各自乘上一個權(quán)系數(shù)，融合而成新的圖像F (i, j)，
F(i，j) = ali (i, j) + (l-a) I2 (i, j) 其中，a為權(quán)重因子,且 , I1為航拍圖像，I2為設(shè)置標(biāo)志板近景圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，所述標(biāo)志板為直角扇形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動配準(zhǔn)融合航拍圖像和近景圖像的方法，其特征在于，所述標(biāo)志板的顏色各不相同。
【文檔編號】G06T7/00GK103473756SQ201310410587
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】劉文君, 尹志勇, 馮成建, 蘇森, 李奎, 明建雄 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院