圖像拼接的核心算法研究.pdf

1、隨著數(shù)字成像技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字成像設(shè)備得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在某些特定的情況下，需要大尺度廣視角的圖片，但是由于成像設(shè)備與技術(shù)等因素影響下，圖像的視角不能滿(mǎn)足實(shí)際需要，這樣提出了圖像拼接技術(shù)。圖像拼接技術(shù)是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向，在數(shù)字視頻、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、遙感圖像處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在這種背景下，本文研究并利用圖像拼接技術(shù)，突破成像設(shè)備自身物理限制，得到大尺度廣視角的數(shù)字全景圖的理論和方法

2、。
　　 圖像拼接過(guò)程包括圖像獲取、圖像配準(zhǔn)、圖像投影以及圖像融合等幾個(gè)基本步驟。如果采用特殊的魚(yú)眼鏡頭獲取圖像時(shí)，需要將圖像進(jìn)行校正處理。圖像配準(zhǔn)是整個(gè)圖像拼接技術(shù)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，直接影響拼接是否成功；而另一個(gè)關(guān)鍵步驟是圖像融合，影響拼接的直觀效果；圖像投影模型是以不同的形式對(duì)圖像進(jìn)行表達(dá)，根據(jù)不同的應(yīng)用需要可以變換不同的投影方式。
　　 通過(guò)深入研究圖像拼接各個(gè)步驟，本文做了如下工作：
　　 1.魚(yú)眼鏡頭具有短

3、焦距、視角廣的優(yōu)點(diǎn)，但是使用魚(yú)眼鏡頭拍攝的圖像會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重變形，那么必須將其做校正處理。由于提取圖像輪廓是校正的前提，研究一種基于區(qū)域生長(zhǎng)的輪廓提取算法。以圖像二值化為前提，使用基于區(qū)域生長(zhǎng)的改進(jìn)算法，獲取圖像輪廓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)魚(yú)眼圖像校正。克服了魚(yú)眼圖像輪廓區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大量黑色像素，使得面積統(tǒng)計(jì)算法失效的缺點(diǎn)；
　　 2.在計(jì)算圖像變換參數(shù)過(guò)程中，圖像配準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成一個(gè)無(wú)約束最優(yōu)化問(wèn)題，運(yùn)用二次型理論研究一種新的參數(shù)優(yōu)化模型算法一正交方向

4、逼近法。該算法是根據(jù)參數(shù)矩陣最優(yōu)函數(shù)特有的性質(zhì)，采用一種簡(jiǎn)潔解法，無(wú)須計(jì)算函數(shù)的導(dǎo)數(shù)或梯度，僅須計(jì)算函數(shù)值即可。其優(yōu)點(diǎn)是克服了以往算法所要求占用大量計(jì)算機(jī)內(nèi)存的缺點(diǎn)，僅用一個(gè)矩陣存儲(chǔ)數(shù)字信息；
　　 3.經(jīng)過(guò)球面投影后的圖像邊緣變成一條曲線(xiàn)，那么確定縫合線(xiàn)就非常復(fù)雜，這里改進(jìn)一種簡(jiǎn)單的縫合線(xiàn)擬合算法，保證了融合效果。
　　 最后使用matlab7.0和VC++6.0實(shí)現(xiàn)了各個(gè)算法以及演示步驟，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)展示算法的實(shí)