基于特征的图像拼接算法研究

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1、摘要图像拼接(imagemosaics)技术是将一组相互间存在重叠部分的图像序列进行空间匹配对准，经重采样融合后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术。图像拼接是数字图像处理领域的一个重要的研究方向，在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像处理、医学图像分析、计算机图形学等领域有着广泛的应用价值。由于成像系统特性、拍摄角度和时间的不同，以及噪声干扰和遮挡，使图像拼接变得十分困难。按照图像配准的依据不同，图像拼接分为基于特征、基于灰度信息和基于变换域的图像拼接。基于特征的图像拼接不仅不易受光照、旋转等因素影响，而且特征相对像素数量较少，有利于提高速度，因此成为最

2、受关注的一类拼接方法。在本论文中采用一点一线法进行拼接测量。实验结果显示，最终得到的拼接效果良好。关键词：图像拼接；图像配准；图像融合；一点一线法ABSTRACTImagemosaicsisatechnologythatcarriesonthespatialmatchingtoaseriesofimagewhichareoverlappedwitheachother,andfinallybuildsaseamlessandhighqualityimagewhichhashighresolutionandbigeyeshotcomparedwithasingleimage.Imagemo

3、saicsisanimportantresearchfieldofimageprocessing,andhaswidelyapplicationsinthefieldsofphotogrammetric,computervision,remotesensingimageprocessing,medicalimageanalysis,computergraphicandsoon.Becauseofdifferenceofimagingsystem,pointofview,thetimeaswellasnoiseinterferenceandobstructions,imagestitch

4、ingbecomesverydifficult.Accordingtothedifferentbasisofimageregistration,imagemosaicsisdividedintofeature-based,gray-information-basedandtransformation-domainbased.Thefeature-basedimagestitchingisnotonlyvulnerabletothelight,rotation,butalsohelpfultoincreasingefficiencybecausethenumberoffeaturesis

5、quitefewerthanimagepixels.Therefore,itbecomeonetypeofmostattendedmethods.Thispaperpresentsamethodofone-pointandone-line.Experimentalresultsshowthatthequalityoffinalstitchingimagesissatisfactory.KeyWords：Imagemosaics;Imageregistration;Imagecomposition;One-pointandOne-line(OPOL)目录1引言11.1图像拼接技术概述11

6、.2图像拼接技术的研究意义11.3图像拼接技术的研究现状21.4本文的研究内容及安排32图像拼接及其关键技术研究42.1图像拼接流程42.2图像的获取42.2.1CCD摄像机的工作原理52.2.2面阵CCD传感器的工作原理52.3图像配准72.3.1图像配准关键要素72.3.2图像配准的相似性测度82.3.3图像配准方法102.4图像融合153基于特征的图像拼接算法分析183.1算法分析183.2程序流程图223.2.1主程序main流程图223.2.2子程序calPosition_oneImage流程图243.3实验结果及结果分析25结论26参考文献27致谢30附录一程序31附录二英

7、文资料39附录三中文翻译53I天津工程师范学院2009届本科生毕业设计1引言1.1图像拼接技术概述图像拼接是数字图像处理的一个重要研究方向。它是将不同传感器（或同一传感器），在不同视点、视角和时间拍摄的具有一定空间重叠的图像拼接起来，形成一个合乎视觉效果的大场景的图像。它能解决成像范围和分辨率的矛盾，图像拼接后，成像范围扩大了，但分辨率并没有下降，而且还有人使用图像拼接来提高图像分辨率（图像超分辨率）[1]。它在宇宙空间探测、海底勘测、医学、地