線性擬合聯(lián)合參數(shù)法在圖像配準(zhǔn)中的應(yīng)用.pdf

1、圖像配準(zhǔn)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域研究的重要問題之一，是立體視覺、運(yùn)動分析、數(shù)據(jù)融合等實(shí)用技術(shù)的基礎(chǔ)。所謂圖像配準(zhǔn)，是尋求兩幅圖像間一對一映射的過程，就是說把兩幅圖像中對應(yīng)空間同一位置上的點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)系。為了達(dá)到理想的配準(zhǔn)結(jié)果，很重要的一個因素在于我們是否使用了合適的變換模型。在圖像配準(zhǔn)的研究領(lǐng)域，研究重點(diǎn)主要集中于單純的空域配準(zhǔn)，即對圖像函數(shù)的空域坐標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn)。典型的配準(zhǔn)方法常以假定圖像間空域坐標(biāo)存在特定的幾何關(guān)系為前提，例如：平移、仿射、透視關(guān)系

2、等。在涉及到光流場計(jì)算或者鏡頭扭曲的問題時，所要假定的幾何關(guān)系更為復(fù)雜。近年來，光圖像的亮度配準(zhǔn)理論逐步發(fā)展，即研究如何對圖像函數(shù)的像素值進(jìn)行配準(zhǔn)，目的是從若干幅不同曝光強(qiáng)度下的圖像中構(gòu)建出高清晰度圖像。對圖像進(jìn)行空域和亮度域的聯(lián)合配準(zhǔn)，以解決不同光照變化下的全景圖的配準(zhǔn)問題，是目前研究領(lǐng)域較為前沿的課題。 本文基于Sman教授提出的基本理論——亮度響應(yīng)模型，結(jié)合圖像的空域和亮度域進(jìn)行聯(lián)合分析，做了以下幾個方面的研究工作：

3、 ①提出了一種基于仿透視函數(shù)模型和亮度響應(yīng)模型共同作用下的圖像配準(zhǔn)算法，對不同曝光度下的圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)。 ②進(jìn)一步分析了分段線性擬合理論，對其亮度域配準(zhǔn)的細(xì)節(jié)部分進(jìn)行了改進(jìn)。 對于普通相機(jī)所拍攝的不同曝光度下的圖像，我們應(yīng)用其獲取HDR(High Dynamic Range高動態(tài)范圍)圖像，其中關(guān)鍵的步驟是正確標(biāo)定亮度響應(yīng)函數(shù)。本文討論了亮度響應(yīng)模型在全景圖配準(zhǔn)中的應(yīng)用，提出了一種改進(jìn)的曝光差異圖像的配準(zhǔn)算法。與其他

4、傳統(tǒng)的配準(zhǔn)算法相比，本算法充分體現(xiàn)了分段線性擬合的思想，對圖像的亮度域和空域進(jìn)行聯(lián)合的分析，改善了圖像配準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的亮度連貫性問題。算法應(yīng)用最小二乘法求解聯(lián)合參數(shù)模型的初始值，可以較為精確的提供迭代優(yōu)化的初始值，提高了迭代速度。RANSAC算子和LM迭代算法保證了圖像配準(zhǔn)的穩(wěn)健度和精度。實(shí)驗(yàn)表明，本文算法對使用普通相機(jī)拍攝的亮度差異圖像均可正確地配準(zhǔn)。 在接下來的章節(jié)中，進(jìn)一步分析了分段線性擬合理論，對其亮度域配準(zhǔn)的細(xì)節(jié)部分進(jìn)