圖像拼合及寬視角全景圖生成算法研究.pdf

1、全景圖的自動生成技術(shù)是近年來興起的基于圖像的繪制技術(shù)中的重要研究內(nèi)容，其涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理及計(jì)算幾何等諸多學(xué)科。 本文深入研究了全景圖生成的三個步驟：圖像采集、圖像匹配及圖像投影。 在圖像采集步驟中，本文對圖像采集時相機(jī)的運(yùn)動方式及相應(yīng)圖像的變化進(jìn)行了討論。相機(jī)運(yùn)動前后拍攝到的圖像，其視角的變換可以看作二維平面內(nèi)的投影變換。投影變換參數(shù)為具有八個未知量的3×3矩陣，確定了這八個未知量，便可確定圖像之間的坐標(biāo)變換

2、關(guān)系。 在圖像匹配步驟中，本文選取了既高效又簡單的Harris角點(diǎn)檢測算子作為特征點(diǎn)提取的基本算法，并對Harris算子進(jìn)行了改進(jìn)——以對角點(diǎn)計(jì)算得到的特征描述向量作為特征點(diǎn)的搜索依據(jù)。針對圖像之間特征點(diǎn)的匹配搜索過程，本文提出了基于Harr小波系數(shù)索引的特征點(diǎn)匹配搜索算法，相對于傳統(tǒng)的窮盡搜索算法其計(jì)算效率大幅提高，具有很強(qiáng)的實(shí)用價值。對初匹配得到的特征點(diǎn)對進(jìn)行魯棒性的RANSAC提純，保留正確穩(wěn)定的匹配點(diǎn)對，并以其為基礎(chǔ)確定

3、任意兩幅圖像之間的變換關(guān)系。 針對圖像的投影繪制步驟，本文給出了圖像處理序列的確定算法。對輸入圖像集首先進(jìn)行處理，生成圖像處理序列樹，確定圖像繪制的順序，并按照該順序依次將各幅圖像輸入全局優(yōu)化器，通過LM算法進(jìn)行變換參數(shù)的全局優(yōu)化，以使拼合后的圖像接縫更加吻合。在最終的全景圖繪制過程中，依據(jù)不同應(yīng)用，本文給出了不同的圖像全局投影方式，包括寬視角平面投影、360°柱面投影及全視角球面投影。 在上述算法的研究基礎(chǔ)上，本文研發(fā)