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全周鳥瞰影像無縫接合方法與系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:2752731閱讀:234來源:國知局
專利名稱:全周鳥瞰影像無縫接合方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種影像處理技術(shù),特別是涉及一種全周鳥瞰影像無縫接合方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)
影像輔助駕駛的技術(shù)已經(jīng)行之有年,然而現(xiàn)有的影像輔助駕駛的技術(shù)中,多半是 擷取影像之后,直接顯示給使用者。雖然有可取之處,但是隨著影像擷取單元的數(shù)量增加, 在一個顯示器中顯示多個影像,對于駕駛者而言反而是一種視覺負擔。因此,鳥瞰影像的重 組技術(shù)便應(yīng)運而生。在先進安全車輛的設(shè)計中,以利用架設(shè)于載具周圍的相機發(fā)展影像式 的全周鳥瞰輔助駕駛系統(tǒng),為近年來各車廠及車輛系統(tǒng)商的主要研發(fā)技術(shù)。藉由影像轉(zhuǎn)換 與處理,將一般影像擷取單元所擷取的影像進行鳥瞰轉(zhuǎn)換,再予以拼接組合以形成的全周 鳥瞰影像,可以提供駕駛者參考,進而提升駕駛的安全性。然而要將各個位置的環(huán)境影像重組形成鳥瞰影像的其中之一要件就是要如何決 定在相鄰的兩的影像擷取單元所擷取的影像中共同重迭的區(qū)域所形成的影像。在現(xiàn)有技術(shù) 中,如美國公開號US. Pub. No. 2007/0003108揭示一種鳥瞰影像處理技術(shù),在該技術(shù)中對于 兩相鄰影像的結(jié)合之間則具有屏蔽線作為相鄰影像間的區(qū)隔。因此在該技術(shù)中,對于影像 無縫接合的技術(shù)并無相關(guān)的揭示。對于這類的技術(shù),由于載具各方向所取得的影像沒有做 完整的接合動作,因此可能需要在兩兩影像重迭區(qū)域范圍內(nèi),輔以車用超音波雷達傳感器 來達到警示效果,但如此可能在成本上是一額外負擔。此外在美國公開號US. Pat. No. 2006/0202984則教導針對相機架設(shè)高度來決定采 用的俯角,產(chǎn)生單一鳥瞰影像后,根據(jù)取得的重迭區(qū)域去裁切出全周鳥瞰影像,最后利用載 具移動關(guān)系去模擬出較大的全周鳥瞰畫面進行布局。日本特開平2008-048317則教導一種 當兩影像組合時,特征物體重迭的處理方式,該技術(shù)根據(jù)重迭區(qū)域內(nèi)所出現(xiàn)的物體所占的 比重,來決定該重達區(qū)塊采用的相機信息進行布局。也就是說,該技術(shù)以權(quán)重比高的影像作 為重迭區(qū)域的影像,也就是保留權(quán)重比高的影像,而刪除權(quán)重比低影像中的重迭區(qū)域部分, 最后拼接成全區(qū)域鳥瞰影像。又在美國公開號US. Pat. No. 2009/0097708則教導一種針對 不同的相機架設(shè)模式,參考一對應(yīng)平面后,判斷重迭區(qū)域的多寡,利用拼接的方式產(chǎn)生接縫 式的全周鳥瞰影像。又如日本特開平2006-121587也揭示一種針對不同相機的視野涵蓋 范圍,去找出重迭區(qū)域的位置后,改變不同模式的接縫式的顯示模式,進而產(chǎn)生全周鳥瞰影 像。前述這四個專利技術(shù)內(nèi)容主要針對相機的架設(shè)位置信息來轉(zhuǎn)換鳥瞰影像后,參考重迭 區(qū)域去做接合動作或是用顯示模式的選擇來決定全周鳥瞰畫面的四周信息。另外,又如美國專利US. Pat. No. 7,161,616則揭示一種合成鳥瞰影像的技術(shù),該 技術(shù)對于重迭區(qū)域的影像處理是利用各影像中的對應(yīng)像素所具有的特征乘上一權(quán)值,再除 以權(quán)值的總和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種全周鳥瞰影像無縫接合方法與系統(tǒng),其是針對不同載具搭配不同
4視野涵蓋范圍的相機,利用校正技術(shù)和鳥瞰轉(zhuǎn)換算法法則,輔以已知的地平面特征點信息, 達到全周鳥瞰無接縫式的畫面呈現(xiàn)技術(shù),讓使用者完整掌握載具移動時,載具的運動方向 狀態(tài)和周遭環(huán)境完整的對應(yīng)關(guān)系,以避免接縫處造成使用者在駕駛時的誤判。在一實施例中,本發(fā)明提供一種全周鳥瞰影像無縫接合方法,其包括有下列步驟 提供多張環(huán)境影像;對該多張環(huán)境影像進行視角轉(zhuǎn)換以形成多張鳥瞰影像;取得相鄰兩鳥 瞰影像所具有的一重迭區(qū)域;藉由多次的權(quán)重運算以得到每一相鄰兩鳥瞰影像間的一迭合 影像,每一次的權(quán)重運算還包括有下列步驟求得每一迭合影像中的每一迭合像素與該重 迭區(qū)域中關(guān)于該兩相鄰重達影像的一邊界距離;根據(jù)該邊界距離決定關(guān)于該每一迭合影像 的兩相鄰鳥瞰影像所分別具有的一第一權(quán)重以及一第二權(quán)重;以及將該兩相鄰鳥瞰影像中 對應(yīng)該迭合像素的像素所分別具有的一影像特征以及該第一權(quán)重以及該第二權(quán)重進行運 算以得到關(guān)于該迭合像素的一迭合特征;以及將該多張鳥瞰影像中所具有的非重迭影像以 及相鄰鳥瞰影像間的迭合影像進行組合以得到一全周鳥瞰影像訊號。在另一實施例中,本發(fā)明還提供一種全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),包括多個影像 擷取單元,其分別設(shè)置于一載具的不同位置上,每一影像擷取單元產(chǎn)生一環(huán)境影像;一控制 單元,其接收該多張環(huán)境影像,該控制單元對該多張環(huán)境影像進行視角轉(zhuǎn)換以形成多張鳥 瞰影像,并取得相鄰兩鳥瞰影像所具有的一重迭區(qū)域,再藉由一權(quán)重運算以得到每一相鄰 兩鳥瞰影像間的一迭合影像,該控制單元求得每一迭合影像中的每一迭合像素與該重迭區(qū) 域中關(guān)于該兩相鄰重迭影像的一邊界距離,然后根據(jù)該邊界距離決定關(guān)于該每一迭合影像 的兩相鄰鳥瞰影像所分別具有的一第一權(quán)重以及一第二權(quán)重,再將該兩相鄰鳥瞰影像中對 應(yīng)該迭合像素的像素所分別具有的一影像特征以及該第一權(quán)重以及該第二權(quán)重進行運算 以得到關(guān)于該迭合像素的一迭合特征,再將該多張鳥瞰影像中所具有的非重迭影像以及相 鄰鳥瞰影像間的迭合影像進行組合以得到一全周鳥瞰影像訊號;以及一顯示單元,其設(shè)置 于該載具內(nèi)并與該控制單元相耦接,該顯示單元接收該全周鳥瞰影像訊號,并顯示對應(yīng)的 全周鳥瞰影像。


圖1為本發(fā)明的全周鳥瞰影像無縫接合方法實施例流程示意圖。圖2A為各個影像擷取單元所擷取的影像示意圖。圖2B為各個環(huán)境影像轉(zhuǎn)換成鳥瞰影像示意圖。圖2C為鳥瞰影像中的特征點示意圖。圖2D為相鄰兩鳥瞰影像調(diào)整示意圖。
圖2E為相鄰兩鳥瞰影像根據(jù)權(quán)重迭合完成示意圖。圖2F為經(jīng)過影像處理之后所形成的全周鳥瞰影像示意圖。圖3為本發(fā)明的尋找重迭區(qū)域流程示意圖。圖4為本發(fā)明的權(quán)重運算流程示意圖。圖5A與圖5B為本發(fā)明的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng)實施例示意圖。附圖符號說明2-全周鳥瞰影像無縫接合方法20 25-步驟
220 222-步驟230 232-步驟3-全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng)30-影像擷取單元31-控制單元310-影像接收接口311-運算處理單元312-影像輸出接口313-存儲模塊3130-靜態(tài)隨機存取存儲器3131-閃存314-電源界面315-載具訊號接口32-顯示單元90-載具900 903-影像擷取單緣91 94-環(huán)境影像91a 94a_鳥瞰影像910、940-物體95、96-影像擷取范圍97-重達區(qū)域98-全周無接縫的鳥瞰影像981-重迭合成區(qū)域
具體實施例方式為對本發(fā)明的特征、目的及功能有更進一步的認知與了解,下文特將本發(fā)明的裝 置的相關(guān)細部結(jié)構(gòu)以及設(shè)計的理念原由進行說明,以使得可以了解本發(fā)明的特點,詳細說 明陳述如下請參閱圖1所示,該圖為本發(fā)明的全周鳥瞰影像無縫接合方法實施例流程示意 圖。該方法首先以步驟20提供多張環(huán)境影像。該環(huán)境影像為可以為關(guān)于一載具的周圍 環(huán)境影像。該載具可以為可動的移動載具,例如車輛。而產(chǎn)生該多張環(huán)境影像的方式, 可以在該載具的不同位置上分別設(shè)置多個影像擷取單元,例如電耦合感測組件(charged coupled device, CCD)或者是互補金屬氧化物半導體(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)的感光組件。藉由該多個影像擷取單元分別擷取該載具周圍的環(huán) 境影像。以形成如圖2A的狀態(tài),圖2A為各個影像擷取單元所擷取的影像示意圖。在圖2A 中,載具90上的前、后、左與右各設(shè)置有一影像擷取單元900 903,其分別所擷取環(huán)境影像 91 94。再回到圖1所示,接著進行步驟21,對該多張環(huán)境影像進行視角轉(zhuǎn)換以形成多張 鳥瞰影像。在本步驟中,主要是為由架設(shè)于不同位置的影像擷取單元所取得的環(huán)境影像后,利用校正技術(shù)消除魚眼或者是變形的效應(yīng),然后將各個環(huán)境影像轉(zhuǎn)換成鳥瞰平面的鳥瞰影 像,以形成圖2B所示的狀態(tài)。在圖2B中,鳥瞰影像91a 94a,分別對應(yīng)該載具的前、后,左 與右側(cè)的環(huán)境影像91 94。至于消除與眼以及轉(zhuǎn)換成鳥瞰影像的影像處理技術(shù)屬于已有 的技術(shù),在此不作贅述。再回到圖1所示,接著進行步驟22,取得相鄰兩鳥瞰影像所具有的一重迭區(qū)域。如 圖2A所示,以影像擷取單元900與903為例,影像擷取單元900與903所具有的影像擷取 范圍95與96具有重迭的部分,也就是說,關(guān)于該載具的環(huán)境影像91與94中會具有重迭的 物體。因此,在圖2B中,經(jīng)過鳥瞰視角轉(zhuǎn)換所形成的相鄰的鳥瞰影像,例如鳥瞰影像91a 與93a、鳥瞰影像91a與94a、鳥瞰影像92a與93a以及鳥瞰影像9 與94a間會有重迭的 區(qū)域。因此,藉由步驟22可以將重迭區(qū)域找出。請參閱圖3所示,該圖為本發(fā)明的尋找重 迭區(qū)域流程示意圖。首先以步驟220,決定一參考平面。在本步驟中,該參考平面可以為地 平面為主,但不以此為限。接著進行步驟221,于該相鄰的鳥瞰影像中尋找出,落于該參考平 面上且相互對應(yīng)的至少一特征點。如圖2C所示,該圖為鳥瞰影像中的特征點示意圖。在圖 2C中,于鳥瞰影像91a與94a中,分別具有對應(yīng)的物體910與940,而物體910與940上則 可以尋找出落于參考平面上的特征點Pl與P2以及ΡΓ與P2’。要說明的是,該特征點可為 圖樣、線條、文字,但不以此為限。個別尋找出對應(yīng)的特征點之后,再來進行步驟222,對該兩相鄰的鳥瞰影像進行影 像的幾何調(diào)整,使兩相鄰的鳥瞰影像中相對應(yīng)的該至少一特征點的對應(yīng)誤差最小。該誤差 為該兩相鄰的鳥瞰影像中相對應(yīng)的至少一特征點所具有的特征信息差值的平均平方和,其 可以表示成如下式(1)所示
權(quán)利要求
1.一種全周鳥瞰影像無縫接合方法,其包括有下列步驟 提供多張環(huán)境影像;對該多張環(huán)境影像進行視角轉(zhuǎn)換以形成多張鳥瞰影像; 取得相鄰兩鳥瞰影像所具有的一重迭區(qū)域;藉由多次的權(quán)重運算以得到每一相鄰兩鳥瞰影像間的一迭合影像,每一次權(quán)重運算還 包括有下列步驟求得每一迭合影像中的每一迭合像素與該重迭區(qū)域中關(guān)于該兩相鄰重迭影像的一邊 界距離;根據(jù)該邊界距離決定關(guān)于該每一迭合影像的兩相鄰鳥瞰影像所分別具有的一第一權(quán) 重以及一第二權(quán)重;以及將該兩相鄰鳥瞰影像中對應(yīng)該迭合像素的像素所分別具有的一影像特征以及該第一 權(quán)重以及該第二權(quán)重進行運算以得到關(guān)于該迭合像素的一迭合特征;以及將該多張鳥瞰影像中所具有的非重迭影像以及相鄰鳥瞰影像間的迭合影像進行組合 以得到一全周鳥瞰影像訊號。
2.如權(quán)利要求1所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該影像特征為亮度以及色彩。
3.如權(quán)利要求1所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中決定該重迭區(qū)域還包括有下 列步驟決定一參考平面;于該相鄰的鳥瞰影像中尋找出,落于該參考平面上且相互對應(yīng)的至少一特征點;以及 對相鄰的兩鳥瞰影像進行調(diào)整,使兩相鄰的鳥瞰影像中相對應(yīng)的該至少一特征點的對應(yīng)誤差最小。
4.如權(quán)利要求3所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該特征點為該鳥瞰影像中的 線條、圖樣或者是文字信息。
5.如權(quán)利要求3所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該調(diào)整方式為藉由旋轉(zhuǎn)、縮 放或平移的方式進行調(diào)整。
6.如權(quán)利要求3所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該誤差為該兩相鄰的鳥瞰影 像中相對應(yīng)的至少一特征點所具有的特征信息差值的平均平方和。
7.如權(quán)利要求6所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該特征信息為亮度或色彩。
8.如權(quán)利要求1所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其還包括有將該全周鳥瞰影像訊 號傳遞至一影像顯示單元以進行顯示的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該多張環(huán)境影像是利用設(shè)置 于一載具上不同位置的影像擷取單元擷取該載具周圍環(huán)境的影像而得。
10.如權(quán)利要求1所述的全周鳥瞰影像無縫接合方法,其中該載具為車輛。
11.一種全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),包括多個影像擷取單元,其分別設(shè)置于一載具的不同位置上,每一影像擷取單元產(chǎn)生一環(huán) 境影像;一控制單元,其還包括有一影像接收接口、一運算處理單元、一存儲模塊以及一影像輸 出界,該影像接收接口其接收該多個環(huán)境影像,該運算處理單元,其接收該多個環(huán)境影像,以對該多個環(huán)境影像進行處理以形成一全周鳥瞰影像訊號,該存儲模塊,其與該運算處理 單元相耦接,該一影像輸出界面,其與該運算處理單元以及該顯示單元相耦接,以輸出該全 周鳥瞰影像訊號;以及一顯示單元,其設(shè)置于該載具內(nèi)并與該控制單元相耦接,該顯示單元接收該全周鳥瞰 影像訊號,并顯示對應(yīng)的全周鳥瞰影像。
12.如權(quán)利要求11所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該多個影像擷取單元分別 設(shè)置于該載具的前、后、左與右側(cè)上。
13.如權(quán)利要求11所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該控制單元接收該多張環(huán) 境影像,該控制單元對該多張環(huán)境影像進行視角轉(zhuǎn)換以形成多張鳥瞰影像,并取得相鄰兩 鳥瞰影像所具有的一重迭區(qū)域,再藉由一權(quán)重運算以得到每一相鄰兩鳥瞰影像間的一迭合 影像,該控制單元求得每一迭合影像中的每一迭合像素與該重迭區(qū)域中關(guān)于該兩相鄰重迭 影像的一邊界距離,然后根據(jù)該邊界距離決定關(guān)于該每一迭合影像的兩相鄰鳥瞰影像所分 別具有的一第一權(quán)重以及一第二權(quán)重,再將該兩相鄰鳥瞰影像中對應(yīng)該迭合像素的像素所 分別具有的一影像特征以及該第一權(quán)重以及該第二權(quán)重進行運算以得到關(guān)于該迭合像素 的一迭合特征,再將該多張鳥瞰影像中所具有的非重迭影像以及相鄰鳥瞰影像間的迭合影 像進行組合以得到該全周鳥瞰影像訊號。
14.如權(quán)利要求11所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該載具為車輛。
15.如權(quán)利要求13所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該控制單元決定該重迭區(qū) 域還包括有下列步驟決定一參考平面;于該相鄰的鳥瞰影像中尋找出,落于該參考平面上且相互對應(yīng)的至少一特征點;以及 對相鄰的兩鳥瞰影像進行調(diào)整,使兩相鄰的鳥瞰影像中相對應(yīng)的該至少一特征點的對應(yīng)誤差最小。
16.如權(quán)利要求15所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該特征點為該鳥瞰影像中 的線條、圖樣或者是文字信息。
17.如權(quán)利要求15所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該調(diào)整方式為藉由旋轉(zhuǎn)、 縮放或平移的方式進行調(diào)整。
18.如權(quán)利要求15所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該誤差為該兩相鄰的鳥瞰 影像中相對應(yīng)的至少一特征點所具有的特征信息差值的平均平方和。
19.如權(quán)利要求18所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該特征信息為亮度或色彩。
20.如權(quán)利要求11所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該控制單元還具有一電源 接口以接收電壓源以及載具訊號接口以接收載具所產(chǎn)生的訊號。
21.如權(quán)利要求11所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其中該影像擷取單元為照相機 或動態(tài)影像攝影裝置。
22.如權(quán)利要求11所述的全周鳥瞰影像無縫接合系統(tǒng),其該存儲模塊還具有一靜態(tài)隨 機存取存儲器模塊以及一閃存模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種全周鳥瞰影像無縫接合方法與系統(tǒng),其是對不同影像擷取單元所取得的關(guān)于一載具的多張環(huán)境影像進行組合,以形成一無接縫的鳥瞰影像。其中,該多張環(huán)境影像是先經(jīng)由轉(zhuǎn)換形成對應(yīng)的鳥瞰影像。在組合多張鳥瞰影像的過程中,找出相鄰鳥瞰影像所具有的重迭區(qū)域并根據(jù)相鄰鳥瞰影像位于重迭區(qū)域的特征點信息位置,分別計算出該特征點和該重迭區(qū)域邊界距離,藉此決定相鄰鳥瞰影像分別對于重迭區(qū)域的影像貢獻的權(quán)重,進而形成重迭影像。決定相鄰的鳥瞰影像間的重迭影像之后,即可形成無接縫的全周鳥瞰影像。
文檔編號G03B37/00GK102143302SQ20101010626
公開日2011年8月3日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者吳東權(quán), 曾定章, 沈信良, 鄭國祥 申請人:財團法人工業(yè)技術(shù)研究院
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