无人机高清视频图像实时拼接算法研究

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1、万方数据沈阳大学硕士学位论文论文题目：垂△塑壹煎塑塑堕堡塞堕堑堡篁鲨婴壅作者：张建指导教师：协助指导教师：韩晓微教授单位：论文答辩日期：2014年12月22日学位授予单位：沈阳大学沈阳大学万方数据AMaster’sThesisinInformationEngineeringTheStudyonUAVHDVideoImageReal—TimeMosaicAlgorithmCandidate：ZhangJianSupervisor-ProfessorHanXiaoweiSchoolofInformationEngineeringDecember22，2014万方数据独创性说明JIIII

2、IIIIIIIIIIIIllll111HlY2748619本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：劣踅日期：力胁乜、22关于论文使用授权的说明本人完全了解沈阳大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制

3、手段保存论文。签名：张迓导师签名：‘触日期：趁丝f墨丝万方数据摘要作为新型的一种对地观测手段，无人机与传统的卫星系统有区别，具有机动灵活、便捷高效等优势，已在勘探资源、勘察灾害、监测国土等实际领域有着广泛的应用。然而，获得的无人机图像像幅比较小，获得的视频包含较大数量的图像，机体抖动等对无人机的影响造成图像存在为不规则图形的重叠区域、几何畸变，这些因素对无人机视频图像的拼接效率及拼接效果有着严重的影响，使得无人机系统的实际应用受到很大的制约。因此，本文研究无人机高清视频图像实时拼接算法则具有重要的现实意义。本文针对Hu不变矩算法的不足，对图像配准算法进行了改进。根据无人机飞行高度、

4、摄像机视角和速度等状态信息，粗略估算待配准视频帧的重叠区域。在重合区域中，通过检测边缘角点提取特征点。根据视频帧图像尺度的变化，通过特征点邻域图像颜色分布直方图分析，确定可能的匹配点。基于Hu不变矩，进一步对图像特征点进行精确匹配。采用RANSAC算法对匹配点对进行测试，根据剪切、旋转、缩放等的矩阵参数，建立配准点对匹配策略，实现误匹配点的剔除。利用线性能量归一化法对待平滑图像进行预处理平衡其灰度。针对图像平滑中常常出现拼接缝的情况，提出了一种改进的渐变权值平滑法。该方法对只考虑权值在图像相对位置的单一主方向上变化进行改进。取两图像中心线与坐标轴的夹角来计算权值，调整了两坐标轴对权

5、值的决定程度。实验结果表明，本文的算法具有较好的实时性，对拼接缝的消除具有很好的效果，改善了平滑后图像的质量。文章最后总结了本文进行的主要工作并对未来需要进行的工作做出了展望。关键词：视频图像拼接，角点检测，图像平滑，几何不变矩，渐变权值万方数据沈阳大学硕士学位论文Ⅱ万方数据TheStudyonUAVHDVideoImageReal-TimeMosaicAlgorithmAbstractAsanewmethodofearthobservation,theUAVhasshowedsomeadvantageslikeflexibility，highefficiencyandconven

6、ienceete，thatmakesitdifferentfromthetraditionalsatellitesystem,anditiswidelyusedinlandmonitoring，resourceexploration,disastersurveyetc．However，theimagessizesobtainedbyUAVareusuallysmallandthenumberofvideoimagesobtainedbyUAVisalwaystoolarge．ThustheUAVjittercallcausesomeissuessuchasgeometricdist

7、ortionsinimages，andtheoverlapregionisirregulargraphics．Thesefactorsseriouslyaffectthesplicingeffectandsplicingefficiencyofvideoimages，andtheproblemsmentionedabovewillrestrictthepracticalapplicationsoftheUAV．Therefore，thistopichasimporta