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，圖像的視角不能滿足實際需要，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)域一個重要的研究方向，在數(shù)字視頻、計算機視覺、計算機圖形學、虛擬現(xiàn)實、遙感圖像處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價值。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、。
　　 圖像拼接過程包括圖像獲取、圖像配準、圖像投影以及圖像融合等幾個基本步驟。如果采用特殊的魚眼鏡頭獲取圖像時，需要將圖像進行校正處理。圖像配準是整個圖像拼接技術(shù)的關(guān)鍵和難點，直接影響拼接是否成功；而另一個關(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圖像進行表達，根據(jù)不同的應(yīng)用需要可以變換不同的投影方式。
　　 通過深入研究圖像拼接各個步驟，本文做了如下工作：
　　 1.魚眼鏡頭具有短

3、焦距、視角廣的優(yōu)點，但是使用魚眼鏡頭拍攝的圖像會產(chǎn)生嚴重變形，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)域生長的改進算法，獲取圖像輪廓，進而實現(xiàn)魚眼圖像校正?？朔唆~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)計算法失效的缺點；
　　 2.在計算圖像變換參數(shù)過程中，圖像配準轉(zhuǎn)化成一個無約束最優(yōu)化問題，運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)，采用一種簡潔解法，無須計算函數(shù)的導數(shù)或梯度，僅須計算函數(shù)值即可。其優(yōu)點是克服了以往算法所要求占用大量計算機內(nèi)存的缺點，僅用一個矩陣存儲數(shù)字信息；
　　 3.經(jīng)過球面投影后的圖像邊緣變成一條曲線，那么確定縫合線就非常復(fù)雜，這里改進一種簡單的縫合線擬合算法，保證了融合效果。
　　 最后使用matlab7.0和VC++6.0實現(xiàn)了各個算法以及演示步驟，通過實驗結(jié)果數(shù)據(jù)展示算法的實