1.一种用于多相机系统的快速高精度图像配准方法,其特征在于,构建包括多个长焦相机和一个短焦相机的多相机系统,多相机系统获取多张不同分辨率的图像,其中分辨率最低的图像作为基准图像,将其余图像与基准图像通过快速高精度图像配准方法进行两两配准;快速高精度图像配准方法包括以下步骤:S1.采用长焦相机和短焦相机分别获取窄视场高分辨率图像Imgs和宽视场低分辨率图像Imgr,计算两张图像的重叠区域,分别裁取两张图像的重叠区域得到高分辨率图像Is和低分辨率图像Ir;
S2.将高分辨率图像Is下采样得到低分辨率图像Is_d,采用特征点检测算子分别对低分辨率图像Ir和低分辨率图像Is_d进行特征提取,得到低分辨率图像Ir的特征点Pr_i,i=
1,...,nr以及低分辨率图像Is_d的特征点Ps_j,j=1,...,ns;
S3.计算低分辨率图像Ir和低分辨率图像Is_d提取的所有特征点的特征向量并进行匹配,得到匹配特征点对集合 xi=(Pr1_i,Ps1_i)表示第i组匹配特征点对,Pr1_i为低分辨率图像Ir上的特征点,Ps1_i为低分辨率图像Is_d上的特征点;
S4.对于每一组匹配特征点对,特征点Ps1_i在高分辨率图像Is上进行映射得到对应的块区域Ps_patch_i,并将特征点Pr1_i与块区域Ps_patch_i上的中心点Ps_center_i进行配准得到一组粗配准关系;
S5.低分辨率图像Ir基于n1组粗配准关系进行投影变换,得到与高分辨率图像Is预匹配的高分辨率图像Ir_warp,同时特征点Pr1_i基于对应的粗配准关系映射得到投影点Pr1_wrap_i;
S6.计算投影点Pr1_wrap_i与块区域Ps_patch_i上所有点的特征向量,将块区域Ps_patch_i上所有点的特征向量逐个与投影点Pr1_wrap_i的特征向量进行比较,得到与投影点Pr1_wrap_i最接近的点,将其作为精确点Ps_k_i;通过特征点Pr1_i与精确点Ps_k_i获取一组对应关系;
S7.高分辨率图像Is和低分辨率图像Ir通过n1组对应关系实现精确配准。
2.根据权利要求1所述的一种用于多相机系统的快速高精度图像配准方法,其特征在于,在步骤S1中,若长、短焦相机外参已知,则直接求取窄视场高分辨率图像Imgs和宽视场低分辨率图像Imgr的重叠区域;若长、短焦相机外参未知,则通过模板匹配方法求取窄视场高分辨率图像Imgs和宽视场低分辨率图像Imgr的重叠区域,包括:基于长、短焦相机内参或图像因素计算两张图像的尺度差异倍数;通过尺度差异倍数将窄视场高分辨率图像Imgs下采样,得到低分辨率图像Is_d;利用模板匹配方法求取低分辨率图像Is_d与低分辨率图像Ir的重叠区域。
3.一种用于多相机系统的快速高精度图像配准系统,其特征在于,包括图像获取模块、重叠区域估计模块、低分辨率下的粗匹配模块和高分辨率下的精匹配模块,其中:图像获取模块,用于存储多相机系统获取的不同分辨率的图像;
重叠区域估计模块,用于计算待配准的不同分辨率的第一图像对的重叠区域,并根据重叠区域进行裁剪得到重叠区域下的第二图像对;
低分辨率下的粗匹配模块,对第二图像对依次采用下采样、特征提取、特征匹配和投影映射,实现图像粗配准;
高分辨率下的精匹配模块,基于图像粗配准,进行预对齐、精确点提取和精确配准处理,实现待配准的不同分辨率的第二图像对的精确配准。
4.根据权利要求3所述的一种用于多相机系统的快速高精度图像配准系统,其特征在于,低分辨率下的粗匹配模块包括高分辨率图像下采样单元、特征点提取单元、特征点匹配单元和投影单元,具体包括:高分辨率图像下采样单元,用于将第二图像对中的高分辨率图像Is进行下采样,得到低分辨率图像Is_d;
特征点提取单元,用于提取第二图像对中的低分辨率图像Ir的特征点,以及低分辨率图像Is_d的特征点;
特征点匹配单元,用于计算特征点提取单元中各特征点的特征向量并进行匹配,得到匹配特征点对集合 xi=(Pr1_i,Ps1_i)表示第i组匹配特征点对,Pr1_i为低分辨率图像Ir上的特征点,Ps1_i为低分辨率图像Is_d上的特征点;
投影单元,用于根据匹配特征点对中的特征点Ps1_i对高分辨率图像Is进行映射得到对应的块区域Ps_patch_i,特征点Pr1_i与块区域Ps_patch_i实现粗配准。
5.根据权利要求4所述的一种用于多相机系统的快速高精度图像配准系统,其特征在于,高分辨率下的精匹配模块包括粗配准关系获取单元、预对齐单元、精确点提取单元、对应关系获取单元和配准单元,具体包括:粗配准关系获取单元,用于根据特征点Pr1_i与块区域Ps_patch_i上中心点Ps_center_i进行配准得到一组粗配准关系;
预对齐单元,用于根据多组粗配准关系对低分辨率图像Ir进行投影变换,得到其与高分辨率图像Is预匹配的高分辨率图像Ir_warp,同时特征点Pr1_i基于对应的粗配准关系映射得到投影点Pr1_wrap_i;
精确点提取单元,用于计算投影点Pr1_wrap_i与块区域Ps_patch_i上所有点的特征向量,将块区域Ps_patch_i上所有点的特征向量逐个与投影点Pr1_wrap_i的特征向量进行比较,得到与投影点Pr1_wrap_i最接近的点,将其作为精确点Ps_k_i;
对应关系获取单元,用于通过特征点Pr1_i与精确点Ps_k_i获取对应关系;
配准单元,用于通过多组对应关系实现待配准的不同分辨率的第二图像对的精确配准。