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图像拼接算法研究

作　者: 严璐
导　师: 钱富才；梁炎明
学　校: 西安理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 图像拼接图像配准相位相关尺度空间 SIFT算法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 274次
引　用: 3次
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内容摘要

本文研究了图像拼接技术的主要方法。由于距离的限制,某些超大尺寸的物体无法仅用一张照片拍摄下来。当相机的视野小于人类的视野时,人们自然考虑到将多个照片拼接成一幅大的照片。于是,图像拼接技术应运而生,并成为近年来图像处理领域中的一个非常活跃的领域。首先,本文介绍了图像拼接技术的整体流程以及两个关键环节——图像配准和图像融合。其次,对图像拼接技术中的两大方法——基于变换域的图像拼接和基于特征点的图像拼接展开论述。对基于变换域的图像拼接,介绍了相位相关法的基本思想和理论,并在此基础上,引入了旋转角度和尺寸缩放等因素,对原有的理论进行了扩展研究；对基于特征点的图像拼接,针对单一尺度下用Harris算子进行检测的一些不足,将Harris算子扩展到尺度空间,提出了Harris-Laplacian角点检测算法,实现了多尺度下的角点检测。另外,本文在深入研究了尺度不变特征点旋转特性(SIFT算法)的基础上,对SIFT描述向量加以改进,提出了简化的特征描述向量构建方法,在增强了描述向量抗旋转能力的同时还降低了描述向量的维数,最终得到了基于改进的SIFT算法的图像配准及拼接方法。最后,本文在柱面坐标系下采用基于简化的SIFT算法实现了全景图像拼接。针对两种拼接方法,本文进行了大量的试验,试验结果充分证实了每种方法对于各自处理条件下的图像拼接的合理性以及有效性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 研究目的与意义  7-8
  1.2 研究现状  8-10
    1.2.1 发展历史  8-9
    1.2.2 图像拼接方法分类  9-10
  1.3 图像拼接技术的特点  10-11
  1.4 论文主要内容  11-13
2 图像拼接流程及其关键技术  13-25
  2.1 基本流程  13-14
  2.2 图像获取  14-15
  2.3 图像配准  15-22
    2.3.1 配准概述  15-16
    2.3.2 配准策略  16-18
    2.3.3 评价函数  18-19
    2.3.4 空间变换  19-22
  2.4 图像融合  22-23
    2.4.1 采样权重函数  22-23
    2.4.2 基于欧氏距离的权重函数  23
  2.5 小结  23-25
3 基于相位相关的图像拼接  25-37
  3.1 相位相关算法  25-27
  3.2 平移旋转图像的相位相关法  27-28
    3.2.1 基本原理  27-28
    3.2.2 算法步骤  28
  3.3 尺寸缩放图像的相位相关法  28-29
  3.4 实验结果及分析  29-34
  3.5 实际应用  34-35
  3.6 小结  35-37
4 基于特征的图像拼接  37-59
  4.1 图像特征及其特点  37-38
    4.1.1 颜色特征  37
    4.1.2 纹理特征  37-38
    4.1.3 形状特征  38
    4.1.4 空间关系特征  38
  4.2 特征提取  38-51
    4.2.1 尺度空间  38-40
    4.2.2 塔结构尺度空间  40-41
    4.2.3 DoG空间极值点  41-44
    4.2.4 特征点筛选  44-46
    4.2.5 Harris-Laplacian角点检测  46-50
    4.2.6 两种点检测算法的比较  50-51
  4.3 SIFT特征向量  51-54
    4.3.1 特征点的方向参数  51-52
    4.3.2 特征描述向量  52-53
    4.3.3 改进的特征描述向量  53-54
  4.4 最近邻搜索  54-56
  4.5 柱面全景图  56-58
  4.6 小结  58-59
5 总结与展望  59-61
  5.1 总结  59-60
  5.2 展望  60-61
致谢  61-63
参考文献  63-65

图像拼接算法研究

内容摘要

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