论文范文:基于SIFT算法和图结构的全景图像拼接

论文范文:基于SIFT算法和图结构的全景图像拼接
1绪论
1.1研究背景及意义
图像拼接技术最早始于摄影技术,人们通过手工方式把具有重叠区域的图片拼接在一起来获得更宽视野的图像。随着信息技术和微电子技术的快速发展,很多领域都需要高分辨率、宽视野的图像如医学领域,、卫星遥感,同时数码摄像机的普及使得普通大众也可以方便地拍摄图像,但是要获得高分辨率图像,如果借助宽视野照片的摄影设备(如广角镜头、扫描式相机)来获得,这些设备价格高昂且操作复杂,甚至使图像边缘出现扭曲变形。然而,数字图像处理中的图像拼接技术能够使数码相机拍摄到的高分辨且视野较窄的图像拼接在一起,从而得到宽视野、高分辨率图像或全景图像。
随着图像拼接技术的发展,其应用也在工程实践和科研中得到普遍的推广。目前,图像拼接技术在民用领域得到广泛的应用,其应用主要体现在以下几个方面:
在医学领域内,医生利用超声波或显微镜等仪器拍摄图像或细胞图像时,然而,由于拍摄的视角较小或者拍摄到由多个小碎片图像形成的大目标图像,医生无法获得比较完整的数据或信息来诊断病人的病情,故把多个相邻的图像拼接成一幅宽视角的图像能帮助医生获取病人信息来诊断病情。如医生使用含有多个摄像机的内窥镜对病人进行微创手术,提高了手术的成功率。
在虚拟现实领域内,首先利用摄像机或照相机拍摄多幅含有重合区域的真实场景,然后通过计算机图像学中三位几何模型的绘制技术和图像的拼接技术建立虚拟场景。目前,图像拼接技术在虚拟现实领域内取得了一定成果,如神话电视剧中的背景图像或游戏背景。
保温包在交通控制系统中,首先在十字路口的四个方向上各放置一个摄像机,然后把捕获的四个单独视频流利用图像拼接技术进行全景图像拼接,最后把构建的全景图像传送到指挥室。该种方法降低了传送的数据量,减少交警的分析判断时间,提高了交通控制效率。
在卫星遥感领域内,通过飞机或者人造卫星在高空中从多个角度拍摄或从多个场景拍摄图像,然后将拍摄得到的图像拼接成一幅宽视角、完整的全景图像。如图像拼接技术在生态环境污染检测、国土资源勘探、城市规划、植被资源调查等方面具有广泛的应用。
1.2论文结构
本论文一共分为五章,具体结构介绍如下:
1.绪论。本论文首先讲述了图像拼接技术的研究背景及其意义,然后介绍了图像拼接技术在国内外的研究现状和本论文所研究的主要内容。
2.全景图像拼接技术概述。简要描述图像拼接技术的四个过程理论知识,同时讲述了其常用的算法。
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pvc再生颗粒3.基于图结构的全景图像拼接。经过SIFT算法进行特征点的提取和RANSAC算法对特征点进行提纯及求其变换模型后,对图像进行拼接。然而因多种因素影响使拼接后的新图像产生明显的拼接缝,本文基于强制改正法提出了一种渐入渐出的三角函数强制改正拼接缝两侧的像素灰度值,使图像具有平滑的过渡。同时针对多幅无序图像的拼接,釆用了无向连通图结构的搜索算法——深度优先遍历搜索算法,以实现全景图像的自动拼接。
4.结论与展望。总结本论文中所取得的研究成果,同时分析工作中存在的问题,并对未来图像拼接技术的研究提出展望。
2全景图像拼接技术概述
全景图像拼接技术是将一系列具有重叠部分的图像拼接成一幅具有宽视角、高分辨率且无缝隙的全景图像。图像拼接技术“的实现主要可分为四个过程:图像采集、图像预处理、图像配准以及图像融合,其整体流程图如图所示:
植绒胶图像采集是通过照相机获取待拼接的图像。图像预处理是针对采集的失真图像利用数字图像处理技术去除噪声和校正几何畸变。图像配准是图像拼接的关键技术之一,主要是分别提取图像旳特征信息,然后在空间上对图像进行匹配。图像融合是为了将匹配后的图像拼接得自然、无视觉误差,采用一定的算法将两幅待拼接图像结合在一起,以实现图像的无缝拼接。
2.1图像采集
图像釆集是图像拼接技术的首要步骤,不同的图像釆集方法将选择不同的拼接算法,使其拼接效果也不同。目前常用的图像釆集方法有两种:一种是使用专业设备(如广角镜头、扫描式相机)直接拍摄环境图像,生成全景图像。这种方法能够快速的生成全景图像且图像质量高,但是这些专业设备价格高昂,普通人无法消费。另一种是釆用普通相机拍摄一系列具有重叠部分的图像,然后运用图像拼接技术将这些具有重叠部分的图像序列拼接成一幅宽视野、高分辨率的全景图像。然而,使用第二种方法采集图像时,相机的移动方式的不同决定着图像拼接时所釆用的投影方式,主要分为以下三种情况:破拱器>胶圈电熔双密封聚乙烯复合管
1.旋转照相机拍摄
该方法是将照相机固定放置在照相机的三脚架上,然后围绕光轴垂直方向旋转拍摄一系列图像序列。但是,照相机在拍摄时旋转角度不能过大以保证两张图像有重叠区域。采用该方式拼接图像之前,需要将平面图像进行圆柱投影,投影半径为相机焦距。

本文发布于:2024-09-22 13:22:24,感谢您对本站的认可!

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