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图像无缝拼接技术的研究

作　者: 张焕龙
导　师: 杨国胜
学　校: 河南大学
专　业: 应用数学
关键词: 图像拼接视觉感知模糊积分迭代逼近向导矢量场
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 512次
引　用: 5次
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内容摘要

图像无缝拼接的主要目标是通过对像素值的修正使得拼接后图像在拼缝附近能光滑过渡且图像整体灰度和谐;同时又能保证在修正像素值时,从待拼接源图中获取尽可能多的信息量。目前,图像无缝拼接技术作为一种重要的图像处理技术,已经被广泛地应用到计算机视觉、医学图像处理、虚拟现实等等领域中。本文仅从拼缝的存在方式出发,主要研究如下内容:第一,对待拼接图像间含有重叠区域的拼缝消除研究。为兼顾图像拼接的光滑和扭曲这两项评价指标,本文提出了一种基于模糊积分的图像优化拼接方法。针对单因素指标对评价拼接效果带来的问题,利用符合主观感受的模糊积分方法综合这两种单因素评价指标,实现图像拼接的综合评价。依据此评价方法,寻找优化的加权函数,实现不同尺度上小波系数融合的优化,最终重构出无缝、光滑的拼接图像。第二,对待拼接图像间不含重叠区域的拼缝消除研究(即图像镶嵌)。为了兼顾图像镶嵌在拼缝附近的平滑过渡和整体色调的一致性,提出了一种基于向导矢量场的图像镶嵌方法。该方法针对现有图像镶嵌算法很难适应待镶嵌图像之间存在较大灰度差异这一问题,首先构建具有待镶嵌目标像素分布特性的向导矢量场;然后在此矢量场的引导下,镶嵌目的区域的像素值经过插值、迭代不断被更新,使得拼缝附近处的梯度值达到最小从而获得局部光滑过渡、全局和谐的理想镶嵌图像。第三,针对拼缝消除研究,本文总结了不同拼缝的消除方法,给出了采用加权融合法修正拼缝灰度值时加权函数的选取规则;同时,也给出了采用反馈信息优化无缝拼接算法时,各种基于客观和视觉感知的评价指标及实现其综合评价时的合成方法。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-16
  1.1 引言  8-9
  1.2 研究现状  9-13
  1.3 研究背景和研究意义  13-14
  1.4 研究内容和论文结构  14-15
  1.5 小结  15-16
第2章无缝拼接效果图像的质量评价  16-27
  2.1 数字图像质量的评价  16-18
  2.2 拼接图像质量评价的单因素指标  18-23
    2.2.1 拼接图像客观评价指标  18-20
    2.2.2 拼接图像视觉感知评价指标  20-23
  2.3 单因素指标的合成评价  23-26
    2.3.1 加权线性和法（加法合成）  24
    2.3.2 乘法合成法  24-25
    2.3.3 加乘混合法  25-26
    2.3.4 空间映射法  26
  2.4 小结  26-27
第3章基于模糊积分的图像小波优化拼接方法  27-46
  3.1 小波变换概要  27-29
  3.2 小波图像拼接算法分析  29-37
    3.2.1 小波拼接模型  31-32
    3.2.2 加权函数的选取规则  32-35
    3.2.3 图像重构  35-37
  3.3 基于模糊积分的优化算法  37-40
    3.3.1 模糊理论应用概要  37-38
    3.3.2 模糊积分评价方法  38-40
  3.4 仿真试验  40-45
    3.4.1 试验目的  40-41
    3.4.2 试验步骤  41-45
  3.5 小结  45-46
第4章基于向导矢量场的图像镶嵌方法  46-61
  4.1 偏微分方程在图像处理中的应用概论  46-47
  4.2 有限差分方法和偏微分方程  47-55
    4.2.1 有限差分方法的概论  47-49
    4.2.2 偏微分方程的图像滤波处理  49-51
    4.2.3 偏微分方程的求解策略  51-55
  4.3 向导矢量场的构建  55-56
  4.4 插值迭代的图像镶嵌算法  56-58
    4.4.1 镶嵌初始化  56-57
    4.4.2 迭代逼近  57-58
  4.5 仿真试验  58-60
    4.5.1 图像灰度近似的试验结果  58-59
    4.5.2 图像灰度差异中等的试验结果  59
    4.5.3 图像灰度差异较大的试验结果  59-60
  4.6 小结  60-61
总结与展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-70
攻读硕士学位期间完成的文章及参加的项目  70

图像无缝拼接技术的研究

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