全自動拼接技術(shù)研究.pdf

1、圖像拼接技術(shù)，即根據(jù)圖像之間的重合區(qū)信息通過一定的方法將其拼接在一起的一門技術(shù)。該技術(shù)包含兩個關(guān)鍵步驟，配準(zhǔn)和融合。配準(zhǔn)主要涉及圖像位置的幾何調(diào)整。融合主要涉及圖像之間的顏色和亮度的一致性調(diào)整。從拼接對象來看，圖像拼接又包括2D圖像的拼接和3D圖像的拼接。2D圖像的拼接目的為構(gòu)建高分辨率、寬視角圖像，而3D圖像的拼接目的為獲得被掃描物體完整的3D信息。
　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，拼接技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息處理領(lǐng)域中的一項極為重要的技術(shù)

2、，在許多領(lǐng)域內(nèi)，如宇宙空間探測、醫(yī)學(xué)、軍事、視頻檢索和傳輸?shù)阮I(lǐng)域，有著廣泛而實際的應(yīng)用。然而由于現(xiàn)有配準(zhǔn)和融合技術(shù)存在的局限性，拼接技術(shù)依然是許多應(yīng)用領(lǐng)域的瓶頸問題。目前很多重要的計算機視覺方面的研究都是在假設(shè)拼接問題已經(jīng)得到解決的前提下開展的。因此對圖像拼接技術(shù)的研究仍然極具研究價值。
　　本文首先提出圖像拼接技術(shù)的研究背景和意義，并對目前的拼接技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分類。然后確立拼接所使用的坐標(biāo)系，并介紹了本文所使用的一些幾何變換。為

3、后續(xù)的研究做好準(zhǔn)備。
　　對拼接的關(guān)鍵步驟——配準(zhǔn)技術(shù)，本文采用了局部和全局兩種方式。第三章給出了一種基于SIFT(Scale Invariant Feature Tranform)的特征配準(zhǔn)技術(shù)。通過對基于SIFT特征的2D圖像配準(zhǔn)技術(shù)的研究，本文發(fā)現(xiàn)該技術(shù)作為一種局部配準(zhǔn)方式很難實現(xiàn)對內(nèi)容單一場景圖像的拼接，常常因提取不到充足的特征點而造成拼接失敗。
　　因此，本文第四章引入了基于全局方式的2D圖像配準(zhǔn)算法，該算法通過不

4、斷的優(yōu)化圖像重合區(qū)的誤差從而調(diào)整圖像之間的幾何變換參數(shù)來實現(xiàn)圖像的配準(zhǔn)工作。該方法由于使用了圖像的所有信息，因而更具穩(wěn)定性。
　　在3D圖像的配準(zhǔn)中，本文第五章引入了一種基于概率密度的全局配準(zhǔn)方法，該方法通過構(gòu)建3D圖像的混合高斯概率密度函數(shù)，使用共軛梯度算法不斷優(yōu)化混合高斯概率密度函數(shù)之間的差值來實現(xiàn)配準(zhǔn)工作。
　　在第六章，考慮到由于環(huán)境變化、采集設(shè)備等原因，造成圖像之間的顏色和亮度存在非線性的差異。在參考現(xiàn)有融合技術(shù)的