基于块匹配和特征点匹配的图像拼接算法研究.pdf

西南交通大学
硕士学位论文
基于块匹配和特征点匹配的图像拼接算法研究
姓名:杨郑
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:尹忠科
20090601
摘要西南交通大学硕士研究生学位论文第图像拼接是图像处理、计算机视觉等领域研究得最早和最广泛的问题之一。随着计算机技术的不断发展,在虚拟现实、遥感图像处理、医学图像分析等方面都对高质量的全景图像有着越来越广泛的需求。图像拼接便是一种得到高质量全景图像的有效方法,故而对于图像拼接技术的研究成为了近几年来的热点问题。图像拼接主要是根据相邻图像之间重叠部分相素的相似性来实现的,因此图像拼接的核心工作就是如何准确地求得两幅图像中相似程度最高的象素点坐标,现在常用的做法主要有基于区域的方法、基于特征点的方法、基于相位的方法等。本文主要对基于区域的拼接技术和基于特征点的拼接技术进行了研究。首先介绍了图像拼接的研究意义、研究历史以及当前图像拼接研究的热点方向。对图像拼接的一些经典算法和关键技术进行了概括和总结,分析了各种方法的优点和存在的问题。在结合现有的经典灰度模板匹配算法和列比值算法的基础上给出了一种基于平面和直线相结合的图像拼接算法,有效地找到了图像的重叠部分,提高了图像拼接的精度和计算速度。同时,本文借鉴了图像压缩中的保真度准则,给出了一种简单的评估图像拼接质量的标准。本文还对基于特征的拼接算法进行了研究,对经典算法中生成特征点描述符的步骤进行了改进,改善了特征描述符的高维数和高复杂度问题,降低了特征点描述符的维数空间,提高了后续步骤的计算速度。在图像匹配中,本文采用算法对匹配点对进行提精后求取变换矩阵,实现了待匹配图像的坐标变换。在图像融合中,本文采用了一种高斯加权过渡算法,使图像达到了平滑无缝的缝合。最后本文分析了改进算法的不足之处以及图像拼接技术中存在的难点问题,指出了进一步研究的方向。关键词:图像拼接;图像匹配;图像融合;;
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,?檬褂帽臼谌ㄊ椤糍沙日期:妒夕,西南交通大学曲南父迥大字学位论文版权使用授权书乡、汐阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关疍否/本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉啊学位论文作者签名:,厂\乙名签老导期,曾日:
桶关下谚、弘西南交通大学学位论文创新性声明集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下:⒍許惴ń辛烁慕档土薙卣髅枋龇母丛佣龋采用改进算法进行图像拼接,提高了图像拼接的计算速度。⒔岷狭街志淇槠ヅ渌惴ǖ挠诺悖贸隽艘恢只谄矫婧椭毕呦嘟合的图像拼接算法。⒏隽艘恢旨虻サ钠拦劳枷衿唇又柿康谋曜肌
第滦髀引言图像拼接技术的研究意义方法。在军事上,构造出来的全景图片可以用来描述某一地区上军事目标西南交通大学硕士研究生学位论文第图像拼接技术是计算机视觉领域研究得最早和最广泛的方向之一,它是指将一系列通过普通照相机拍摄的处于同一场景的,并且相互之间存在重叠部分的图片采用图像拼接算法进行特征点提取、匹配和融合等处理后得到一幅当前场景的完整图片的过程。基于图像的绘制技术是近年来提出的一种实现虚拟现实场景的有效方法,它的基本思想是从一系列已知的图像中来生成新的图像,图像拼接作为技术的重要组成部分,一直是近年来数字图像处理、计算机视觉等方向研究的热点问题。在日常生活中,由于拍摄设备的视角限制,不可能一次性的拍摄出某一场景的全景图片,而使用专用的全景照相机又使得拍摄成本大幅增加。图像拼接技术就可以解决由于拍摄设备的限制而不能一次性拍摄出全景图片的这个问题,它利用计算机对采集到的相互之间具有重叠部分的图片进行自动计算匹配,通过图像拼接算法的一系列处理,就能够得到一个无缝的、高分辨率的宽视角图片,在实际中具有很广泛的应用前景。遥感图片在军事目标监视、陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、海洋资源调查、环境监测和规划管理Ⅲ等方面都得到了广泛的应用。随着航天技术的发展,地球卫星和各种航空航天设备能够实时的获得地面目标的高清晰图片,为了扩大视野,获得地面更大范围、更高分辨率的图片,就需要将来自