相關(guān)性提取方法及裝置制造方法
【專利摘要】相關(guān)性提取方法及裝置，其步驟為：S1:對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣；S2:根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量；S3:速度跟蹤，求取最終偏移量；S4:根據(jù)當(dāng)前的偏移量數(shù)據(jù)，求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小。在原有的速度跟蹤機(jī)制上，引入了速度權(quán)重和線性處理相關(guān)性矩陣及開(kāi)窗范圍大小調(diào)整，此方法得到的兩幀間的相關(guān)性可靠性高，且因?yàn)樗阉鞣秶。蟠蟮奶岣吡似唇铀俣?，在采集的原始圖像效果不好的時(shí)候，可以根據(jù)此速度跟蹤，更真實(shí)的還原圖像。本發(fā)明中的偏移量數(shù)據(jù)還可用于圖像檢測(cè)、導(dǎo)航。提高圖像檢測(cè)靈敏度、精準(zhǔn)度。使拼接圖像效果更佳，糾正有明顯的圖像錯(cuò)位、圖像形變、短圖像、圖像拖尾等現(xiàn)象。
【專利說(shuō)明】相關(guān)性提取方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種相關(guān)性提取方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像拼接就是將多幅來(lái)自同一場(chǎng)景的有重疊區(qū)域的小尺寸圖像合成為一幅大尺寸的高質(zhì)量圖像。圖像拼接技術(shù)解決由于采集窗口視角和大小的限制，不能產(chǎn)生很大圖片的問(wèn)題。圖像拼接技術(shù)最早應(yīng)用于航空領(lǐng)域，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于數(shù)字視頻、動(dòng)態(tài)分析、指紋重構(gòu)等領(lǐng)域。
[0003]圖像拼接的前提條件是相鄰圖像之間有一部分在邏輯上是相同的，及必須有一定的重合部分。圖像拼接主要是要確定相鄰圖像在寬度和高度上的重疊程度。這種重疊程度稱為兩幀圖像的相關(guān)性。
[0004]現(xiàn)有方法中，在相關(guān)性計(jì)算中也添加了跟蹤機(jī)制，但此機(jī)制的發(fā)明不夠完善，導(dǎo)致了拼接后的圖像有明顯的圖像錯(cuò)位、圖像形變、短圖像、圖像拖尾等現(xiàn)象，這在對(duì)于后端處理時(shí)的很多環(huán)節(jié)都會(huì)造成嚴(yán)重的影響，直接影響到圖像識(shí)別率。
[0005]名詞解釋:
[0006]每一種覆蓋情況:對(duì)于用于當(dāng)前相關(guān)性計(jì)算的前后兩幀圖像完全重合的基礎(chǔ)上，固定一幀不動(dòng)，在幀圖像長(zhǎng)寬范圍內(nèi)的一定區(qū)域，有規(guī)律的上下左右移動(dòng)另一幀，每次移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的覆蓋區(qū)域，并產(chǎn)生兩幀之間的相對(duì)位移。每一次移動(dòng)以像素級(jí)為最小單位。
`[0007]坐標(biāo):坐標(biāo)為直角坐標(biāo)系，每一種覆蓋情況對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)，前后兩幀圖像完全重合的覆蓋情況對(duì)應(yīng)坐標(biāo)原點(diǎn)。
[0008]模板幀:上述兩幀中圖像中參照不動(dòng)的那一幀。
[0009]當(dāng)前幀:上述兩幀中圖像中參照不動(dòng)一幀有規(guī)律上下左右移動(dòng)的另一幀(可和模板幀互換)。
[0010]上一幀:上一次參與相關(guān)性計(jì)算的兩幀圖像。
[0011]覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù):每一種覆蓋情況下，覆蓋區(qū)域的全部數(shù)據(jù)。
[0012]選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù):選取每一種覆蓋情況下，覆蓋區(qū)域的部分或全部數(shù)據(jù)，選取的數(shù)據(jù)定義為選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)。選取時(shí)可以根據(jù)幀圖像數(shù)據(jù)的行、列跳躍選擇。
[0013]相關(guān)性矩陣:用選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)做相關(guān)性運(yùn)算，求得每次位移對(duì)應(yīng)的相關(guān)性數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以兩幀移動(dòng)的位移坐標(biāo)映射成的矩陣為相關(guān)性矩陣，此相關(guān)性矩陣中對(duì)應(yīng)的相關(guān)性數(shù)據(jù)其值越大，表示兩幀圖像在此覆蓋情況下相關(guān)性越小。
[0014]相關(guān)性矩陣值:相關(guān)性矩陣內(nèi)的每一個(gè)數(shù)據(jù)。
[0015]偏移量數(shù)據(jù):包括參與運(yùn)算的兩幀水平和垂直方向的偏移量、水平和垂直方向的速度、速度權(quán)重等。
[0016]開(kāi)窗范圍:在前后兩幀圖像完全重合的基礎(chǔ)上，固定一幀不動(dòng)，上下左右(--對(duì)
應(yīng)于開(kāi)窗范圍的四個(gè)值)移動(dòng)另一幀的范圍。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的相關(guān)性提取方法，其步驟包括:
[0018]S1:對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣；
[0019]S2:根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量；
[0020]S3:速度跟蹤，求取最終偏移量；
[0021]S4:根據(jù)當(dāng)前的偏移量數(shù)據(jù)，求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大?。?br> [0022]所述步驟S3包括:
[0023]S31:根據(jù)初步偏移量和上一幀的偏移量，求取初步速度；
[0024]S32:根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值和上一幀的速度權(quán)重，求取當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0025]S33:由初步速度、初步速度與上一幀速度的差值和當(dāng)前的速度權(quán)重，獲取當(dāng)前的最終跟蹤速度；
[0026]S34:根據(jù)當(dāng)前的最終跟蹤速度和上一幀的偏移量，求取經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量;
[0027]所述速度為水平方向速度或垂直方向速度；
[0028]所述偏移量為水平方向偏移量或垂直方向偏移量；
[0029]所述速度權(quán)重為水平方向速度權(quán)重或垂直方向速度權(quán)重。
[0030]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，所述步驟SI中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0031]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0032]在縱向域的計(jì)算公式為:
[0033]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0034]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，所述步驟SI中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0035]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0036]在縱向域的計(jì)算公式為:
[0037]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0038]其中cor new為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_offset_w表不上一巾貞水平方向的偏移量，old_offset_h表不上一巾貞垂直方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)。
[0039]所述步驟S2中新相關(guān)性矩陣的極大值或極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其極大值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；所述新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值和其中心坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值相等時(shí)，以中心坐標(biāo)值代替相應(yīng)極大值或極小值的坐標(biāo)。
[0040]所述初步速度為初步偏移量與上一巾貞的偏移量之差；
[0041]所述當(dāng)前的速度權(quán)重是在上一幀的速度權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值反比增長(zhǎng)，
[0042]其計(jì)算公式為:[0043]we i ght=we i ght_oId-1new_ve1city-oId_velocity
[0044]其中weight為當(dāng)前的速度權(quán)重,weight_old為上一巾貞的速度權(quán)重,old_velocity為上一巾貞速度；
[0045]所述速度權(quán)重的初始值包括水平方向速度權(quán)重的初始值或垂直方向速度權(quán)重的初始值；
[0046]所述水平方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像寬度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用水平方向速度權(quán)重的初始值替換水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0047]所述垂直方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像高度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用垂直方向速度權(quán)重的初始值替換垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0048]所述當(dāng)前的最終跟蹤速度是根據(jù)當(dāng)前的速度權(quán)重、初步速度以及上一幀的偏移量數(shù)據(jù)求得的，
[0049]其計(jì)算公式為:
[0050]ve1city=new_velocity+(old_velocity-new_velocity)Xweight
[0051]其中velocity為當(dāng)前的最終跟蹤速度；
[0052]所述經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量為上一幀的偏移量與當(dāng)前的最終跟蹤速度之和；
[0053]所述當(dāng)前的最終偏移量的范圍在上一幀求得的開(kāi)窗范圍內(nèi)。
[0054]所述下一巾貞相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小上下左右分別對(duì)應(yīng):up、down、left、right,并遵循up、down、left、right組成的區(qū)域不能超過(guò)相關(guān)性矩陣的邊界的規(guī)定；
[0055]up、down滿足以下計(jì)算公式:
[0056]up=offset_h+ve1city_h+weight_h
[0057]down=of f et_h+veloci ty_h~we i ght_h
[0058]其中velocity_h為垂直方向的最終跟蹤速度，offet_h為經(jīng)速度跟蹤后垂直方向的最終偏移量，weight_h為垂直方向的速度權(quán)重；
[0059]left、right滿足以下計(jì)算公式:
[0060]left=offset_w+velocity_w-weight_w
[0061]right=offset_w+velocity_w+weight_w
[0062]其中velocity_w為水平方向的最終跟蹤速度，offset_w為經(jīng)速度跟蹤后水平方向的最終偏移量，weight_w為水平方向的速度權(quán)重。
[0063]所述偏移量數(shù)據(jù)求得時(shí)，如果當(dāng)前幀檢測(cè)到有效采集對(duì)象，并且當(dāng)前相關(guān)性矩陣的最大值大于一個(gè)閾值時(shí)，執(zhí)行上述操作，否則所有的偏移量數(shù)據(jù)清零；若執(zhí)行上述操作過(guò)程中，當(dāng)物體相對(duì)于采集窗口未發(fā)生移動(dòng)時(shí)，速度權(quán)重始終為O ;所述閾值的范圍為O到選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)乘以圖像像素最大值的積的平方內(nèi)的任意數(shù)。
[0064]相關(guān)性提取裝置，包含相關(guān)性矩陣處理模塊、搜索偏移量模塊、速度跟蹤模塊和下一幀窗口大小定位模塊四個(gè)部分，其特征在于，
[0065]所述相關(guān)性矩陣處理模塊用于對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣；
[0066]所述搜索偏移量模塊用于根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量；
[0067]所述速度跟蹤模塊用于速度跟蹤，獲取最終偏移量，包括:[0068]根據(jù)初步偏移量和上一幀的偏移量，求取初步速度；
[0069]根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值和上一幀的速度權(quán)重，求取當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0070]由初步速度、初步速度與上一幀速度的差值和當(dāng)前的速度權(quán)重，獲取當(dāng)前的最終跟蹤速度；
[0071]根據(jù)當(dāng)前的最終跟蹤速度和上一幀的偏移量，求取經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量;
[0072]所述下一幀窗口大小定位模塊用于根據(jù)當(dāng)前的偏移量數(shù)據(jù)，求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大?。?br> [0073]所述速度為水平方向速度或垂直方向速度；
[0074]所述偏移量為水平方向偏移量或垂直方向偏移量；
[0075]所述速度權(quán)重為水平方向速度權(quán)重或垂直方向速度權(quán)重。
[0076]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，所述相關(guān)性矩陣處理模塊中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0077]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0078]在縱向域的計(jì)算公式為:
[0079]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0080]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí),所述相關(guān)性矩陣處理模塊中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0081]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0082]在縱向域的計(jì)算公式為:
[0083]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0084]其中cor_neW為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_offset_w表不上一巾貞水平方向的偏移量，old_offset_h表不上一巾貞垂直方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)。
[0085]所述搜索偏移量模塊中新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其極大值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；所述新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值和其中心坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值相等時(shí)，以中心坐標(biāo)值代替相應(yīng)極大值或極小值的坐標(biāo)。
[0086]所述初步速度為初步偏移量與上一巾貞的偏移量之差；
[0087]所述當(dāng)前的速度權(quán)重是在上一幀速度權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值反比增長(zhǎng)，
[0088]其計(jì)算公式為:
[0089]we i ght=we i ght_oId-1new_ve1city-oId_velocity
[0090]其中weight為當(dāng)前的速度權(quán)重，weight_old為上一巾貞的速度權(quán)重,old_velocity為上一巾貞速度；
[0091]所述速度權(quán)重的初始值包括水平方向速度權(quán)重的初始值或垂直方向速度權(quán)重的初始值；[0092]所述水平方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像寬度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用水平方向速度權(quán)重的初始值替換水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0093]所述垂直方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像高度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用垂直方向速度權(quán)重的初始值替換垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0094]所述當(dāng)前的最終跟蹤速度是根據(jù)當(dāng)前的速度權(quán)重、初步速度以及上一幀的偏移量數(shù)據(jù)求得的，
[0095]其計(jì)算公式為:
[0096]ve1city=new_velocity+(old_velocity-new_velocity)Xweight
[0097]其中velocity為當(dāng)前的最終跟蹤速度；
[0098]所述經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量為上一幀的偏移量與當(dāng)前的最終跟蹤速度之和；
[0099]所述當(dāng)前的最終偏移量的范圍在上一幀求得的開(kāi)窗范圍內(nèi)。
[0100]所述下一巾貞相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小上下左右分別對(duì)應(yīng):up、down、left、right,并遵循up、down、left、right組成的區(qū)域不能超過(guò)相關(guān)性矩陣的邊界的規(guī)定；
[0101]up、down滿足以下計(jì)算公式:
[0102]up=offset_h+ve1city_h+weight_h
[0103]down=o f f s e t_h+veloci ty_h~we i ght_h
[0104]其中velocity_h為垂直方向的最終跟蹤速度，offset_h為經(jīng)速度跟蹤后垂直方向的最終偏移量，weight_h為垂直方向的速度權(quán)重；
[0105]left、right滿足以下計(jì)算公式:
[0106]left=offset_w+velocity_w-weight_w
[0107]right=offset_w+velocity_w+weight_w
[0108]其中velocty_w為水平方向的最終跟蹤速度，offset_w為經(jīng)速度跟蹤后水平方向的最終偏移量，weight_w為水平方向的速度權(quán)重。
[0109]所述偏移量數(shù)據(jù)求得時(shí)，如果當(dāng)前幀檢測(cè)到有效采集對(duì)象，并且當(dāng)前相關(guān)性矩陣的最大值大于一個(gè)閾值時(shí)，執(zhí)行上述操作，否則所有的偏移量數(shù)據(jù)清零；若執(zhí)行上述操作過(guò)程中，當(dāng)物體相對(duì)于采集窗口未發(fā)生移動(dòng)時(shí)，速度權(quán)重始終為O ;所述閾值的范圍為O到選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)乘以圖像像素最大值的積的平方內(nèi)的任意數(shù)。
[0110]本發(fā)明提供一種基于ASIC實(shí)現(xiàn)的相關(guān)性提取方法及裝置，在原有的速度跟蹤機(jī)制上，引入了速度權(quán)重和線性處理相關(guān)性矩陣及開(kāi)窗范圍大小調(diào)整，此方法得到的兩幀間的相關(guān)性分辨更敏感，普適于更廣泛的圖像范圍，降低圖像拼接后產(chǎn)生的形變，糾正有明顯的圖像錯(cuò)位、圖像形變、短圖像、圖像拖尾等現(xiàn)象，為后續(xù)處理打好基礎(chǔ)；且因?yàn)樗阉鞣秶?，大大的提高了拼接速度，在采集的原始圖像拼接效果不好的時(shí)候，可以根據(jù)此速度跟蹤，更真實(shí)的還原圖像。本發(fā)明成本低、圖像拼接快捷準(zhǔn)確，尤其適合指紋類商業(yè)產(chǎn)品的推廣。本發(fā)明中的偏移量數(shù)據(jù)還可用于圖像檢測(cè)、導(dǎo)航。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0111]圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0112]圖2為本發(fā)明的圖像拼接關(guān)系圖；[0113]圖3為本發(fā)明的兩幀圖像覆蓋情況對(duì)應(yīng)坐標(biāo)示意圖；
[0114]圖4為本發(fā)明的裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0115]下面參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0116]參照?qǐng)D1、圖2、圖3提供了一種相關(guān)性提取方法。在原有的速度跟蹤機(jī)制上，弓丨入了速度權(quán)重和線性處理相關(guān)性矩陣。此方法得到的兩幀間的相關(guān)性可靠性高，且因?yàn)樗阉鞣秶?，大大的提高了拼接速度，在采集的原始圖像效果不好的時(shí)候，可以根據(jù)此速度跟蹤，更真實(shí)的還原圖像。
[0117]相關(guān)性提取方法，其步驟包括: [0118]S1:對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣。
[0119]新的相關(guān)性矩陣是根據(jù)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣、上一幀的偏移量和上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣在橫向域或縱向域上做線性處理:
[0120]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0121]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0122]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0123]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0124]其中cor_neW為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_offset^表示上一幀水平方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)，當(dāng)Crag為O時(shí)，線性處理后新的相關(guān)性矩陣等于當(dāng)前的相關(guān)性矩陣；Crag取值越大，線性處理后新的相關(guān)性矩陣值以上一幀水平方向的偏移量為中心往水平方向兩邊向相關(guān)性越小的數(shù)值域方向變化得越劇烈。
[0125]當(dāng)相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在縱向域的計(jì)算公式為:
[0126]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0127]當(dāng)相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在縱向域的計(jì)算公式為:
[0128]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0129]其中cor_neW為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_OfTsetJi表示上一幀垂直方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)，當(dāng)Crag為O時(shí)，線性處理后新的相關(guān)性矩陣等于當(dāng)前的相關(guān)性矩陣；Crag取值越大，線性處理后新的相關(guān)性矩陣值以上一幀垂直方向的偏移量為中心往垂直方向兩邊向相關(guān)性越小的數(shù)值域方向變化得越劇烈。
[0130]以上一幀的偏移量對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為中心,根據(jù)上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值設(shè)定一個(gè)步長(zhǎng)，向橫向域或縱向域兩側(cè)遞增。該功能為一個(gè)可選性功能，在橫向域或縱向域上做了微調(diào)跟蹤，使拼接效果更佳。
[0131]S2:根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量。
[0132]搜索新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值，找出的極大值或極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其極大值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，本實(shí)施例中初步偏移量包括水平方向偏移量和垂直方向偏移量。根據(jù)求相關(guān)性算法不同，兩幀的偏移對(duì)應(yīng)其極大值或其極小值的坐標(biāo)。
[0133]新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值和其中心坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值相等時(shí)，以中心坐標(biāo)值代替相應(yīng)極大值或極小值的坐標(biāo)，即中心偏移，此時(shí)中心坐標(biāo)即為初步偏移量，中心偏移優(yōu)
先考慮。
[0134]S3:速度跟蹤，求取最終偏移量。其具體步驟如下:
[0135]S31:根據(jù)初步偏移量和上一幀的偏移量，求取初步速度:
[0136]初步速度為初步偏移量與上一巾貞的偏移量之差，其計(jì)算公式為:
[0137]new_velocity=new_offset-old_offset
[0138]其中new_velocity表不初步速度,new_offset表不初步偏移量，old_offset表不上一巾貞的偏移量；
[0139]上述公式中初速度為水平方向初速度或垂直方向初速度，初步偏移量為水平方向初步偏移量或垂直方向初步偏移量，上一巾貞的偏移量為上一巾貞水平方向的偏移量或上一中貞垂直方向的偏移量。
[0140]S32:根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值和上一幀的速度權(quán)重，求取當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0141]速度權(quán)重表示在計(jì)算當(dāng)前兩幀偏移量數(shù)據(jù)的過(guò)程中，基于速度的重要程度的定量分配，即在拼接過(guò)程中，當(dāng)前速度在整體速度的重要程度。
[0142]當(dāng)前的速度權(quán)重是在上一幀的速度權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值反比增長(zhǎng)，即速度變化劇烈時(shí)，速度權(quán)重減小。
[0143]其計(jì)算公式為:
[0144]we i ght=we i ght_oId-1new_ve1city-oId_velocity
[0145]其中weight為當(dāng)前的速度權(quán)重，weight_old為上一巾貞的速度權(quán)重，old_velocity為上一巾貞速度；
[0146]速度權(quán)重分為水平方向的速度權(quán)重和垂直方向的速度權(quán)重，水平方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像寬度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用水平方向速度權(quán)重的初始值替換水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重；垂直方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像高度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用垂直方向速度權(quán)重的初始值替換垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重。
[0147]上述公式如為水平方向的速度權(quán)重時(shí)，上一幀的速度權(quán)重為上一幀水平方向的速度權(quán)重，初步速度為水平方向初步速度，上一幀速度為上一幀水平方向的速度；如為垂直方向速度權(quán)重時(shí)，上一幀的速度權(quán)重為上一幀垂直方向的速度權(quán)重，初步速度為垂直方向初步速度，上一幀速度為上一幀垂直方向的速度。
[0148]引入速度權(quán)重后，當(dāng)速度權(quán)重減小到一定閾值后，開(kāi)窗面積相應(yīng)的增大。并且在速度跟蹤計(jì)算中，也引入速度權(quán)重，速度權(quán)重大小影響到速度和偏移量的定位。
[0149]S33:根據(jù)當(dāng)前的速度權(quán)重、初步速度以及上一幀的偏移量數(shù)據(jù)求得當(dāng)前的最終跟蹤速度:由初步速度、初步速度與上一幀速度的差值和當(dāng)前的速度權(quán)重，獲取當(dāng)前的最終跟蹤速度，
[0150]其計(jì)算公式為:
[0151]ve1city=new_velocity+(old_velocity-new_velocity)Xweight
[0152]其中velocity為當(dāng)前的最終跟蹤速度；
[0153]上述公式中當(dāng)前的最終跟蹤速度為水平方向當(dāng)前的最終跟蹤速度或垂直方向當(dāng)前的最終跟蹤速度，
[0154]S34:根據(jù)當(dāng)前的最終跟蹤速度和上一幀的偏移量，求取經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終
偏移量。
[0155]其計(jì)算公式為:
[0156]offset=oId_offset+velocity
[0157]其中offset為經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量。
[0158]上述公式中，當(dāng)前的最終偏移量為水平方向當(dāng)前的最終偏移量或垂直方向當(dāng)前的最終偏移量，當(dāng)前的最終偏移量的范圍在上一幀求得的開(kāi)窗范圍內(nèi)。
[0159]S4:求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小。
[0160]下一幀開(kāi)窗范圍下的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)不能大于一幀圖像，且不得小于選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)。開(kāi)窗大小和上一幀的偏移量數(shù)據(jù)、相關(guān)性數(shù)據(jù)相關(guān)。開(kāi)窗的位置較當(dāng)前覆蓋區(qū)域的中心坐標(biāo)往位移跟蹤移動(dòng)方向上偏移。在跟蹤速度大于一定閾值時(shí)，相應(yīng)的調(diào)大物體相對(duì)于米集窗口的主要跟蹤移動(dòng)方向一側(cè)的窗口大小。在此窗口中搜索兩巾貞的最大相關(guān)性。
[0161]如圖2所示，圖2a所示為前N幀圖像的拼接關(guān)系，由圖2a中可見(jiàn)采集到的圖像順序方向?yàn)橛蚁路?水平方向向左，垂直方向向右，整體方向即為右下方)。圖2b所示在沒(méi)有速度跟蹤的情況下，開(kāi)窗始終為以相關(guān)性矩陣的中心為中心上下左右一定范圍開(kāi)窗(Al)，在有速度跟蹤的情況下，開(kāi)窗根據(jù)物體移動(dòng)的跟蹤速度和方向，開(kāi)窗位置較Al往右下方移動(dòng)到A2。
[0162]下一巾貞相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小上下左右對(duì)應(yīng):up、down、left、right,并遵循up、down、left、right組成的區(qū)域不能超過(guò)相關(guān)性矩陣的邊界。up、down滿足以下計(jì)算公式:
[0163]up=offset_h+ve1city_h+weight_h
[0164]down=o f f s e t_h+veloci ty_h~we i ght_h
[0165]其中velocity_h為垂直方向的最終跟蹤速度，offset_h為經(jīng)速度跟蹤后垂直方向的最終偏移量，weight_h為垂直方向的速度權(quán)重；
[0166]left、right滿足以下計(jì)算公式:
[0167]left=offset_w+velocity_w-weight_w
[0168]right=offset_w+velocity_w+weight_w
[0169]其中velocity_w為水平方向的最終跟蹤速度，offset_w為經(jīng)速度跟蹤后水平方向的最終偏移量，weight_w為水平方向的速度權(quán)重。
[0170]如圖3所示，當(dāng)前幀C以模板幀T為參照上下左右移動(dòng)，每一次移動(dòng)對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)，其坐標(biāo)值為兩幀圖像之間的水平和垂直方向的位移，即兩幀圖像以此坐標(biāo)偏移的覆蓋情況。所述坐標(biāo)為直角坐標(biāo)系，已兩幀圖像完全覆蓋對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為原點(diǎn)。每一次移動(dòng)以像素級(jí)為最小單位。規(guī)定當(dāng)前幀和模板幀是在幀圖像長(zhǎng)寬范圍內(nèi)的一定區(qū)域有規(guī)律的上下左右移動(dòng)，此規(guī)定使坐標(biāo)在上下左右四個(gè)方向有一個(gè)極值，其極值一一對(duì)應(yīng)up、down, left、right的極值。
[0171]此處計(jì)算的開(kāi)窗用于下一幀相關(guān)性數(shù)據(jù)的選取，實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)整開(kāi)窗在覆蓋區(qū)域的位置能減小數(shù)據(jù)量的傳輸，精確搜索范圍，以此循環(huán)。
[0172]偏移量數(shù)據(jù)求得時(shí)，如果當(dāng)前幀檢測(cè)到有效采集對(duì)象，即采集窗口背景發(fā)生改變時(shí)，并且當(dāng)前相關(guān)性矩陣的最大值大于一個(gè)閾值(閾值的范圍為O到選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)乘以圖像像素最大值的積的平方內(nèi)的任意數(shù))時(shí)，執(zhí)行上述操作，否則所有的偏移量數(shù)據(jù)清零。若執(zhí)行上述操作過(guò)程中，當(dāng)物體相對(duì)于采集窗口未發(fā)生移動(dòng)時(shí)，速度權(quán)重始終為0
[0173]此方法得到的兩幀間的相關(guān)性可靠性高，且因?yàn)楦欓_(kāi)窗使搜索范圍變小，大大的提高了拼接速度，在采集的原始圖像效果不好的時(shí)候，可以根據(jù)此速度跟蹤，更真實(shí)的還原圖像。
[0174]參見(jiàn)圖4本發(fā)明還提供了相關(guān)性提取裝置，包括:相關(guān)性矩陣處理模塊31、搜索偏移量模塊32、速度跟蹤模塊33和下一幀窗口大小定位模塊34。
[0175]相關(guān)性矩陣處理模塊31:用于對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣。其具體操作步驟為:
[0176]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0177]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X 1-old_offset_w
[0178]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
[0179]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X | i_old_ofTset_w |
[0180]其中cor_neW為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_offset^表示上一幀水平方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)，當(dāng)Crag為O時(shí)，線性處理后新的相關(guān)性矩陣等于當(dāng)前的相關(guān)性矩陣；Crag取值越大，線性處理后新的相關(guān)性矩陣值以上一幀水平方向的偏移量為中心往水平方向兩邊向相關(guān)性越小的數(shù)值域方向變化得越劇烈。
[0181]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在縱向域的計(jì)算公式為:
[0182]cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0183]當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其線性處理在縱向域的計(jì)算公式為:
[0184]cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h
[0185]其中cor_new為線性處理后新的相關(guān)性矩陣,cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣,cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo),j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_OfTsetJi表示上一幀垂直方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)，當(dāng)Crag為O時(shí)，線性處理后新的相關(guān)性矩陣等于當(dāng)前的相關(guān)性矩陣；Crag取值越大，線性處理后新的相關(guān)性矩陣值以上一幀垂直方向的偏移量為中心往垂直方向兩邊向相關(guān)性越小的數(shù)值域方向變化得越劇烈。
[0186]搜索偏移量模塊32:根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量。
[0187]其具體步驟為:搜索偏移量模塊為搜索新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值，找出的極大值或極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其極大值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，本實(shí)施例中初步偏移量包括水平方向偏移量和垂直方向偏移量，根據(jù)求相關(guān)性算法不同，兩幀的偏移對(duì)應(yīng)其極大值或其極小值的坐標(biāo)。
[0188]新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值和其中心坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值相等時(shí)，以中心坐標(biāo)值代替相應(yīng)極大值或極小值的坐標(biāo)，即中心偏移，此時(shí)中心坐標(biāo)即為初步偏移量，中心偏移優(yōu)
先考慮。
[0189]速度跟蹤模塊33:速度跟蹤，求取最終偏移量。其具體步驟如下:
[0190]S31:根據(jù)初步偏移量和上一幀的偏移量，求取初步速度:
[0191]初步速度為初步偏移量與上一巾貞的偏移量之差，其計(jì)算公式為:
[0192]new_velocity=new_offset-old_offset
[0193]其中new_velocity表不初步速度,new_offset表不初步偏移量，old_offset表不上一巾貞的偏移量；
[0194]上述公式中初步速度為水平方向初步速度或垂直方向初步速度，初步偏移量為水平方向初步偏移量或垂直方向初步偏移量，上一巾貞的偏移量為上一巾貞水平方向的偏移量或上一巾貞垂直方向的偏移量。
[0195]S32:根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值和上一幀的速度權(quán)重，求取當(dāng)前的速度權(quán)重；
[0196]速度權(quán)重表示在計(jì)算當(dāng)前兩幀偏移量數(shù)據(jù)的過(guò)程中，基于速度的重要程度的定量分配，即在拼接過(guò)程中，當(dāng)前速度在整體速度的重要程度。
[0197]當(dāng)前的速度權(quán)重值是在上一幀的速度權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值反比增長(zhǎng)，即速度變化劇烈時(shí)，速度權(quán)重減小。
[0198]其計(jì)算公式為:
[0199]we i ght=we i ght_oId-1new_velocty-oId_velocity
[0200]其中weight為當(dāng)前的速度權(quán)重，weight_old為上一巾貞的速度權(quán)重,old_velocity為上一巾貞速度；
[0201]速度權(quán)重分為水平方向的速度權(quán)重和垂直方向的速度權(quán)重，水平方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像寬度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用水平方向速度權(quán)重的初始值替換水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重；垂直方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像高度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用垂直方向速度權(quán)重的初始值替換垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重。
[0202]上述公式如為水平方向速度權(quán)重時(shí)，上一幀的速度權(quán)重為上一幀水平方向的速度權(quán)重，初步速度為水平方向初步速度，上一幀速度為上一幀水平方向的速度；如為垂直方向速度權(quán)重時(shí)，上一幀的速度權(quán)重為上一幀垂直方向的速度權(quán)重，初步速度為垂直方向初步速度，上一巾貞速度為上一巾貞垂直方向的速度。
[0203]引入速度權(quán)重后，當(dāng)速度權(quán)重減小到一定閾值后，開(kāi)窗面積相應(yīng)的增大。并且在速度跟蹤計(jì)算中，也引入速度權(quán)重，速度權(quán)重大小影響到速度和偏移量的定位。
[0204]S33:根據(jù)當(dāng)前的速度權(quán)重、初步速度以及上一幀的偏移量數(shù)據(jù)求得當(dāng)前的最終跟蹤速度:由初步速度、初步速度與上一幀速度的差值和當(dāng)前的速度權(quán)重，獲取當(dāng)前的最終跟蹤速度，
[0205]其計(jì)算公式為:[0206]ve1city=new_velocity+ (oId_ve1city-new_velocity) Xweight
[0207]其中velocity為當(dāng)前的最終跟蹤速度；
[0208]上述公式中當(dāng)前的最終跟蹤速度為水平方向當(dāng)前的最終跟蹤速度或垂直方向當(dāng)前的最終跟蹤速度，
[0209]S34:根據(jù)當(dāng)前的最終跟蹤速度和上一幀的偏移量，求取經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終
偏移量。
[0210]其計(jì)算公式為:
[0211]offset=oId_offset+velocity
[0212]其中offset為當(dāng)前的最終偏移量。
[0213]上述公式中，當(dāng)前的最終偏移量為水平方向當(dāng)前的最終偏移量或垂直方向當(dāng)前的最終偏移量，當(dāng)前的最終偏移量的范圍在上一幀求得的開(kāi)窗范圍內(nèi)。
[0214]下一幀窗口大小定位模塊34:根據(jù)當(dāng)前的偏移量數(shù)據(jù)，求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小。
[0215]下一幀開(kāi)窗范圍下的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)不能大于一幀圖像，且不得小于選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)。開(kāi)窗大小和上一幀的偏移量數(shù)據(jù)、相關(guān)性數(shù)據(jù)相關(guān)。開(kāi)窗的位置較當(dāng)前覆蓋區(qū)域的中心坐標(biāo)往位移跟蹤移動(dòng)方向上偏移。在跟蹤速度大于一定閾值時(shí)，相應(yīng)的調(diào)大物體相對(duì)于米集窗口的主要跟蹤移動(dòng)方向一側(cè)的窗口大小。在此窗口中搜索兩巾貞的最大相關(guān)性。
[0216]如圖2所示，圖2a所示為前N幀圖像的拼接關(guān)系，由圖2a中可見(jiàn)采集到的圖像順序方向?yàn)橛蚁路?水平方向向左，垂直方向向右，整體方向即為右下方)。圖2b所示在沒(méi)有速度跟蹤的情況下，開(kāi)窗始終為以相關(guān)性矩陣的中心為中心上下左右一定范圍開(kāi)窗(Al)，在有速度跟蹤的情況下，開(kāi)窗根據(jù)物體移動(dòng)的跟蹤速度和方向，開(kāi)窗位置較Al往右下方移動(dòng)到A2。
[0217]下一巾貞相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小上下左右對(duì)應(yīng):up、down、left、right,并遵循up、down、left、right組成的區(qū)域不能超過(guò)相關(guān)性矩陣的邊界。up、down滿足以下計(jì)算公式:
[0218]up=offset_h+ve1city_h+weight_h
[0219]down=o f f s e t_h+veloci ty_h~we i ght_h
[0220]其中velocity_h為垂直方向的最終跟蹤速度，offset_h為經(jīng)速度跟蹤后垂直方向的最終偏移量，weight_h為垂直方向的速度權(quán)重；
[0221]left、right滿足以下計(jì)算公式:
[0222]left=offset_w+velocity_w-weight_w
[0223]right=offset_w+velocity_w+weight_w
[0224]其中velocity_w為水平方向的最終跟蹤速度，offset_w為經(jīng)速度跟蹤后水平方向的最終偏移量，weight w為水平方向的速度權(quán)重。
[0225]如圖3所示，當(dāng)前幀C以模板幀T為參照上下左右移動(dòng)，每一次移動(dòng)對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)，其坐標(biāo)值為兩幀圖像之間的水平和垂直方向的位移，即兩幀圖像以此坐標(biāo)偏移的覆蓋情況。所述坐標(biāo)為直角坐標(biāo)系，已兩幀圖像完全覆蓋對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為原點(diǎn)。每一次移動(dòng)以像素級(jí)為最小單位。規(guī)定當(dāng)前幀和模板幀是在幀圖像長(zhǎng)寬范圍內(nèi)的一定區(qū)域有規(guī)律的上下左右移動(dòng)，此規(guī)定使坐標(biāo)在上下左右四個(gè)方向有一個(gè)極值，其極值一一對(duì)應(yīng)up、down, left、right的極值。[0226]此處計(jì)算的開(kāi)窗用于下一幀相關(guān)性數(shù)據(jù)的選取，實(shí)時(shí)跟蹤調(diào)整開(kāi)窗在覆蓋區(qū)域的位置能減小數(shù)據(jù)量的傳輸，精確搜索范圍，以此循環(huán)。
[0227]偏移量數(shù)據(jù)求得時(shí)，如果當(dāng)前幀檢測(cè)到有效采集對(duì)象，即采集窗口背景發(fā)生改變時(shí)，并且當(dāng)前相關(guān)性矩陣最大值大于一個(gè)閾值(閾值范圍為O到選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)乘以圖像像素最大值的乘積的平方內(nèi)的任意數(shù))時(shí)，執(zhí)行上述操作，否則所有的偏移量數(shù)據(jù)清零。若執(zhí)行上述操作過(guò)程中，當(dāng)物體相對(duì)于采集窗口未發(fā)生移動(dòng)時(shí)，速度權(quán)重始終為O。
[0228]此方法得到的兩幀間的相關(guān)性可靠性高，且因?yàn)楦欓_(kāi)窗使搜索范圍變小，大大的提高了拼接速度，在采集的原始圖像效果不好的時(shí)候，可以根據(jù)此速度跟蹤，更真實(shí)的還原圖像。
[0229]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書(shū)確定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限于以上的說(shuō)明，而是由權(quán)利要求書(shū)的范圍來(lái)確定的。
【權(quán)利要求】
1.相關(guān)性提取方法，其特征在于，其步驟包括: Si:對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣； S2:根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量； S3:速度跟蹤，求取最終偏移量； S4:根據(jù)當(dāng)前的偏移量數(shù)據(jù)，求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大??； 所述步驟S3包括: S31:根據(jù)初步偏移量和上一幀的偏移量，求取初步速度； S32:根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值和上一幀的速度權(quán)重，求取當(dāng)前的速度權(quán)重；S33:由初步速度、初步速度與上一幀速度的差值和當(dāng)前的速度權(quán)重，獲取當(dāng)前的最終跟蹤速度； S34:根據(jù)當(dāng)前的最終跟蹤速度和上一幀的偏移量，求取經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量; 所述速度為水平方向速度或垂直方向速度； 所述偏移量為水平方向偏移量或垂直方向偏移量； 所述速度權(quán)重為水平方向速度權(quán)重或垂直方向速度權(quán)重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相關(guān)性提取方法，其特征在于，當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，所述步驟SI中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X 1-old_offset_w
在縱向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j)=cor(i, j) + (cor-oId_maxX crag) X j-old_offset_h當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，所述步驟SI中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X 1-old_offset_w
在縱向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h其中cor_new為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_offset_w表不上一幀水平方向的偏移量，old_offset_h表不上一幀垂直方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相關(guān)性提取方法，其特征在于，所述步驟S2中新相關(guān)性矩陣的極大值或極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其極大值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；所述新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值和其中心坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值相等時(shí)，以中心坐標(biāo)值代替相應(yīng)極大值或極小值的坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相關(guān)性提取方法，其特征在于， 所述初步速度為初步偏移量與上一幀的偏移量之差； 所述當(dāng)前的速度權(quán)重是在上一幀的速度權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值反比增長(zhǎng)， 其計(jì)算公式為:we i ght=we i ght_oId-1new_ve1city-oId_velocity 其中weight為當(dāng)前的速度權(quán)重，weight_old為上一幀的速度權(quán)重,old_velocity為上一中貞速度； 所述速度權(quán)重的初始值包括水平方向速度權(quán)重的初始值或垂直方向速度權(quán)重的初始值； 所述水平方向速度 權(quán)重的初始值為O到圖像寬度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用水平方向速度權(quán)重的初始值替換水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重； 所述垂直方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像高度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用垂直方向速度權(quán)重的初始值替換垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重； 所述當(dāng)前的最終跟蹤速度是根據(jù)當(dāng)前的速度權(quán)重、初步速度以及上一幀的偏移量數(shù)據(jù)求得的， 其計(jì)算公式為: ve1city=new_velocity+(old_velocity-new_velocity)Xweight 其中velocity為當(dāng)前的最終跟蹤速度； 所述經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量為上一幀的偏移量與當(dāng)前的最終跟蹤速度之和； 所述當(dāng)前的最終偏移量的范圍在上一幀求得的開(kāi)窗范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相關(guān)性提取方法，其特征在于，所述下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小上下左右分別對(duì)應(yīng):up、down、left、right,并遵循up、down、left、right組成的區(qū)域不能超過(guò)相關(guān)性矩陣的邊界的規(guī)定； up、down滿足以下計(jì)算公式:
up=offset_h+velocity_h+weight_h
down=offset_h+velocity_h-weight_h 其中velocity_h為垂直方向的最終跟蹤速度，offset_h為經(jīng)速度跟蹤后垂直方向的最終偏移量，weight_h為垂直方向的速度權(quán)重；left、right滿足以下計(jì)算公式:left=offset_w+velocity_w-weight_wright=offset_w+velocity_w+weight_w 其中velocity_w為水平方向的最終跟蹤速度，offset_w為經(jīng)速度跟蹤后水平方向的最終偏移量，weight_w為水平方向的速度權(quán)重。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5中任意一項(xiàng)所述的相關(guān)性提取方法，其特征在于，所述偏移量數(shù)據(jù)求得時(shí)，如果當(dāng)前幀檢測(cè)到有效采集對(duì)象，并且當(dāng)前相關(guān)性矩陣的最大值大于一個(gè)閾值時(shí)，執(zhí)行上述操作，否則所有的偏移量數(shù)據(jù)清零；若執(zhí)行上述操作過(guò)程中，當(dāng)物體相對(duì)于采集窗口未發(fā)生移動(dòng)時(shí)，速度權(quán)重始終為O ;所述閾值的范圍為O到選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)乘以圖像像素最大值的積的平方內(nèi)的任意數(shù)。
7.相關(guān)性提取裝置，包含相關(guān)性矩陣處理模塊、搜索偏移量模塊、速度跟蹤模塊和下一幀窗口大小定位模塊四個(gè)部分，其特征在于， 所述相關(guān)性矩陣處理模塊用于對(duì)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣做線性處理，求得新的相關(guān)性矩陣；所述搜索偏移量模塊用于根據(jù)新的相關(guān)性矩陣，獲取初步偏移量； 所述速度跟蹤模塊用于速度跟蹤，獲取最終偏移量，包括: 根據(jù)初步偏移量和上一幀的偏移量，求取初步速度； 根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值和上一幀的速度權(quán)重，求取當(dāng)前的速度權(quán)重； 由初步速度、初步速度與上一幀速度的差值和當(dāng)前的速度權(quán)重，獲取當(dāng)前的最終跟蹤速度； 根據(jù)當(dāng)前的最終跟蹤速度和上一幀的偏移量，求取經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量；所述下一幀窗口大小定位模塊用于根據(jù)當(dāng)前的偏移量數(shù)據(jù)，求取下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大?。? 所述速度為水平方向速度或垂直方向速度； 所述偏移量為水平方向偏移量或垂直方向偏移量； 所述速度權(quán)重為水平方向速度權(quán)重或垂直方向速度權(quán)重。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相關(guān)性提取裝置，其特征在于，當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，所述相關(guān)性矩陣處理模塊中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_old_maxX crag) X 1-old_offset_w
在縱向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) + (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h當(dāng)當(dāng)前的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，所述相關(guān)性矩陣處理模塊中線性處理在橫向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X 1-old_offset_w
在縱向域的計(jì)算公式為:
cor_new(i, j) =cor (i, j) - (cor_oId_maxX crag) X j-old_offset_h其中cor_new為線性處理后新的相關(guān)性矩陣，cor為當(dāng)前的相關(guān)性矩陣，cor_old_max為上一幀的相關(guān)性矩陣的最大值，i為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，j為當(dāng)前對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)，old_offset_w表不上一幀水平方向的偏移量，old_offset_h表不上一幀垂直方向的偏移量，Crag為線性變化因子，其值為O到I的任意數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相關(guān)性提取裝置，其特征在于，所述搜索偏移量模塊中新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量，當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越小相關(guān)性越大時(shí)，其極小值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；當(dāng)新的相關(guān)性矩陣值越大相關(guān)性越大時(shí)，其極大值對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為初步偏移量；所述新的相關(guān)性矩陣的極大值或極小值和其中心坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的值相等時(shí)，以中心坐標(biāo)值代替相應(yīng)極大值或極小值的坐標(biāo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相關(guān)性提取裝置，其特征在于， 所述初步速度為初步偏移量與上一幀的偏移量之差； 所述當(dāng)前的速度權(quán)重是在上一幀速度權(quán)重基礎(chǔ)上，根據(jù)初步速度與上一幀速度的差值反比增長(zhǎng)，其計(jì)算公式為:
we i ght=we i ght_oId-1new_ve1city-oId_velocity 其中weight為當(dāng)前的速度權(quán)重,weight_old為上一幀的速度權(quán)重,old_velocity為上一中貞速度； 所述速度權(quán)重的初始值包括水平方向速度權(quán)重的初始值或垂直方向速度權(quán)重的初始值； 所述水平方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像寬度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用水平方向速度權(quán)重的初始值替換水平方向當(dāng)前的速度權(quán)重； 所述垂直方向速度權(quán)重的初始值為O到圖像高度范圍內(nèi)的數(shù)，當(dāng)垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重小于O時(shí)，用垂直方向速度權(quán)重的初始值替換垂直方向當(dāng)前的速度權(quán)重； 所述當(dāng)前的最終跟蹤速度是根據(jù)當(dāng)前的速度權(quán)重、初步速度以及上一幀的偏移量數(shù)據(jù)求得的， 其計(jì)算公式為:
ve1city=new_velocity+(old_velocity-new_velocity)Xweight 其中velocity為當(dāng)前的最終跟蹤速度； 所述經(jīng)速度跟蹤后當(dāng)前的最終偏移量為上一幀的偏移量與當(dāng)前的最終跟蹤速度之和； 所述當(dāng)前的最終偏移量的范圍在上一幀求得的開(kāi)窗范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相關(guān)性提取裝置，其特征在于，所述下一幀相關(guān)性計(jì)算的開(kāi)窗大小上下左右分別對(duì)應(yīng):up 、down、left、right,并遵循up、down、left、right組成的區(qū)域不能超過(guò)相關(guān)性矩陣的邊界的規(guī)定； up、down滿足以下計(jì)算公式:
up=offset_h+velocity_h+weight_h
down=offset_h+velocity_h-weight_h 其中velocity_h為垂直方向的最終跟蹤速度，offset_h為經(jīng)速度跟蹤后垂直方向的最終偏移量，weight_h為垂直方向的速度權(quán)重；left、right滿足以下計(jì)算公式:left=offset_w+velocity_w-weight_wright=offset_w+velocity_w+weight_w 其中velocity_wS水平方向的最終跟蹤速度，offset_w為經(jīng)速度跟蹤后水平方向的最終偏移量，weight_w為水平方向的速度權(quán)重。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11任意一項(xiàng)所述的相關(guān)性提取裝置，其特征在于，所述偏移量數(shù)據(jù)求得時(shí)，如果當(dāng)前幀檢測(cè)到有效采集對(duì)象，并且當(dāng)前相關(guān)性矩陣的最大值大于一個(gè)閾值時(shí)，執(zhí)行上述操作，否則所有的偏移量數(shù)據(jù)清零；若執(zhí)行上述操作過(guò)程中，當(dāng)物體相對(duì)于采集窗口未發(fā)生移動(dòng)時(shí)，速度權(quán)重始終為O ;所述閾值的范圍為O到選定的覆蓋區(qū)域數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)乘以圖像像素最大值的積的平方內(nèi)的任意數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK103679629SQ201210344837
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】張婭舸 申請(qǐng)人:成都方程式電子有限公司