航拍序列圖像自動拼接技術的研究.pdf

1、無人機航拍序列圖像的自動拼接技術是遙感信息處理、計算機視覺等領域的研究熱點。其主要任務是在航拍序列圖像中，抽取覆蓋拍攝區(qū)域完整信息的圖像子集，并將圖像變換到同一圖像坐標系中，形成一幅高分辨率的大視場影像圖。目前相關領域的主要挑戰(zhàn)在于如何根據(jù)無人機飛行特點選取關鍵圖像幀，以及全景拼接圖像的鬼影重疊等。為此，本文針對上述問題，開展了關鍵幀提取和優(yōu)化融合算法的研究，主要工作如下:
　　1、針對航拍視頻含過度冗余圖像，影響拼接效率等問題，

2、提出了一種基于模糊聚類與運動估計的關鍵幀提取算法。該算法首先以圖像的信息熵作為表達圖像內容的特征，采用模糊C-均值算法對視頻進行鏡頭分割;接著采用將相位相關法計算相鄰圖像之間的變化參數(shù)，以關鍵幀提取的兩個原則為依據(jù)，抽取合適的圖像用于之后的全景拼接任務。實現(xiàn)效果表明，相對于人工提取關鍵幀的方法，采用自動關鍵幀提取算法不僅消耗的時間少，且抽取出的圖像子集更符合設定的圖像重疊度。
　　2、針對全景圖像拼接過程中，圖像對齊部分會出現(xiàn)鬼影

3、與模糊現(xiàn)象等問題，提出了一種基于約束逼近投影變換算法的全景圖像拼接算法。由于逼近投影變換算法是將圖像分割成數(shù)個相等的矩形塊，對不同區(qū)域采用獨立的單應性變換，能有效提高不同高程區(qū)域圖像融合問題。但這類算法對于遠離參考圖像的矩形塊會出現(xiàn)較大的畸變并且拼接縫周邊會出現(xiàn)大量的形變、鬼影等現(xiàn)象。而光束平差法可以約束全景拼接的誤差傳遞問題，從而避免拼接圖像中的形變現(xiàn)象。本文結合上述兩類算法的優(yōu)點，以逼近投影變換為基礎，采用光束平差與透視變換相結合的

4、圖像拼接策略，通過約束變換總誤差來減少畸變現(xiàn)象。針對具有不同高程信息的無人機遙感序列圖像的實驗結果，相對于逼近投影變換算法，本文提出的算法減少了拼接結果中的不規(guī)則畸變;而相對于光束平差法，本文提出的算法配準精度更高，而且降低了模糊及鬼影現(xiàn)象。
　　3、針對航拍視頻中只有單方向的平移變換，若采用傳統(tǒng)的圖割算法容易造成分割不均衡等問題，提出了一種改進能量方程的圖割融合算法。該算法采用垂直于相機運動方向的圖像邊界中心作為圖割端點，以圖像