System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法技术_技高网

一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法技术

技术编号:43887245 阅读:1 留言:0更新日期:2025-01-03 13:03
本发明专利技术涉及一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,包括:在隧道的环向,依次采集从左下角到拱顶,拱顶到右下角的五张图像作为一组,且保证每相邻两张图像的重合率满足要求;采用ORB算法进行快速的特征点检测和匹配,保留大量特征点且降低检测特征点的敏感度,再通过SIFT算法降低特征点的过滤阈值对匹配结果进行优化和精炼,以实现特征点匹配的高精度及实时性的平衡;使用KNN算法匹配相邻两张图像的特征点,并保留匹配成功的图像;最后将所得到的图像依次进行变形、矫正、分割和拼接、融合,得到最终的全景图。本发明专利技术可以对隧洞图像数据在重合率20%的情况下进行拼接,且完成5张隧洞图像的拼接时间仅需1到2秒。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域,尤其涉及一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法


技术介绍

1、地下洞室工程的建设和维护过程中,对地下洞室内部的全景图进行准确拼接和生成具有重要意义;对地下洞室图像的横向拼接,图像从左下到顶部再到右下部分,是按照一定的序列进行拼接的;相邻两个序列图像之间拼接,对图像的重合率具有较高的要求,拍摄的序列图像重合度会直接影响后期的拼接处理质量;目前常见的序列图像采集模式中,使用三角架固定相机的采集方法,通过固定焦距并旋转相机来采集图像,重合区域需要占图像区域的30%左右,使用手持相机平移采集方法主要是面对宽广的建筑物,序列图像重叠区域以30%到50%为宜。而在地下洞室现场,在保证能够有效拼接的前提下,应尽量减少摄像机的数量,达到可以便携采集的目的。

2、现在的图像拼接多数是两张进行拼接,如果持续进行累加拼接,越往后速度回越来越慢,因为累积拼接的大图与要拼接的小图之间计算相似性会非常慢,而且需要较强的计算能力;目前opencv自带的stiching模块在追求拼接质量方面虽然已经做得不错,但是,即使是拼接两幅图像,比如源程序拼接两幅640×480分辨率的图像,其拼接时间也需要4.78秒,整体拼接速度也不高。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点,提供了一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,解决了现有技术存在的不足。

2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现:一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,所述拼接方法包括:

3、在隧道的环向,依次采集从左下角到拱顶,拱顶到右下角的五张图像作为一组,且保证每相邻两张图像的重合率满足要求;

4、采用orb算法进行快速的特征点检测和匹配,保留大量特征点且降低检测特征点的敏感度,再通过sift算法降低特征点的过滤阈值对匹配结果进行优化和精炼,以实现特征点匹配的高精度及实时性的平衡;

5、使用knn算法匹配相邻两张图像的特征点,并保留匹配成功的图像;

6、最后将所得到的图像依次进行变形、矫正、分割和拼接、融合,得到最终的全景图。

7、在orb算法中设置保留最大特征点数量为2500,调整图像金字塔尺度因子以检测更多的特征点,设置fastthreshold的值为12以降低检测特征点的敏感度。

8、在sift算法中的noctavelayers金字塔高斯模糊层数设置为8以增加特征点检测数量,设置contrastthreshold特征点过滤阈值为0.02以保留更多可能的特征点。

9、所述使用knn算法匹配相邻两张图像的特征点,并保留匹配成功的图像包括:

10、使用knn算法匹配相邻两张图像的特征点,设置knn邻近特征点匹配参数为4,以增加特征点匹配概率;

11、如果两张图像之间的匹配点少于4对,则认为匹配失败,,重新找寻好的特征点进行匹配,直到匹配完成。

12、所述分割和拼接包括:

13、初始化三个向量:masks用于存储每张图像的掩膜、corners用于记录变形后图像的角点位置、sizes用于记录变形后图像的大小,三个向量的大小与待拼接的图像数量相同;

14、为每张待处理的图像创建一个新的掩膜,创建一个旋转变形器,计算得到缩放比例,用于后续图像的掩膜变形;

15、对相机参数进行缩放,以适应接缝工作的缩放比例,对每张图像及其掩膜进行变形,调整到统一的视角和尺度;

16、在图像拼接过程中进行曝光补偿,平衡输入图像之间的亮度差异,提供最终全景图像的视觉质量;

17、找到两张图像重叠区域的最佳分割线对两张图像进行分割,通过接缝查找器寻找最佳的接缝线,根据计算得到额接缝掩膜对图像进行接缝处理。

18、本专利技术具有以下优点:一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,可以对隧洞图像数据在重合率20%的情况下进行拼接,且完成5张隧洞图像的拼接时间仅需1到2秒,对于围岩这种纹理较单一的结构和采用钢拱架支护隧洞这种重复的结构,准确率达到95%以上,非常适合隧洞图像数据拼接,实现拼接的流程少,能快速完成图像采集和拼接,节省人力和时间。

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【技术保护点】

1.一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:所述拼接方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:在ORB算法中设置保留最大特征点数量为2500,调整图像金字塔尺度因子以检测更多的特征点,设置fastThreshold的值为12以降低检测特征点的敏感度。

3.根据权利要求1所述的一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:在SIFT算法中的nOctaveLayers金字塔高斯模糊层数设置为8以增加特征点检测数量,设置contrastThreshold特征点过滤阈值为0.02以保留更多可能的特征点。

4.根据权利要求1所述的一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:所述使用KNN算法匹配相邻两张图像的特征点,并保留匹配成功的图像包括:

5.根据权利要求1所述的一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:所述分割和拼接包括:

【技术特征摘要】

1.一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:所述拼接方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:在orb算法中设置保留最大特征点数量为2500,调整图像金字塔尺度因子以检测更多的特征点,设置fastthreshold的值为12以降低检测特征点的敏感度。

3.根据权利要求1所述的一种地下洞室图像数据横向快速拼接方法,其特征在于:在sift算法中的n...

【专利技术属性】
技术研发人员:李思江张帅梅迁李勇军邱悟伦张建经孟微陈代新
申请(专利权)人:成都交达智通科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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