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图像拼接技术初步研究

作　者: 张显伟
导　师: 李为民；李晓峰
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 大视场高分辨率 Fourier-Mellin算法一点一线算法改进的Fourier-Mellin算法图像拼接图像融合
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 592次
引　用: 3次
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内容摘要

本文是基于国家自然科学基金面上项目(大尺度多目标坐标测量中关键技术研究)展开的研究。该项目是立足于现有CCD性能的基础上,来检测大尺度物体(直径1米以上的物体)的二维或三维坐标。目前普通的CCD在保证高分辨率的条件下,其检测的视场小,难以检测直径为1米以上的物体。如扩大CCD的视场,则其分辨率降低,难以达到坐标的检测要求。目前的普通CCD只能得到物体的局部图像,而得到物体的全景图像设备(全景相机、广角镜头等)一般比较昂贵,难以普遍采用。因此为了解决CCD视场小难以检测大尺度物体的问题,本文提出利用多CCD或单CCD多次拍摄的图像,然后利用图像间的冗余信息把拍摄的图像拼接融合起来,从而提高CCD的检测范围。而用普通的图像拼接方法,其精度难以达到实验要求。因此,研究并提出一种精确而快速的图像拼接算法具有十分重要的现实意义。它是突破CCD硬件局限的一个关键技术,具有较广的运用前景。本人在总结了前人的图像拼接技术的理论和研究成果的基础上,重点对基于频域的F-M法和基于特征的一点一线法的图像拼接技术进行了深入地研究,分析和总结了这两种图像拼接方法的特点、性能以及存在的问题。在归纳和总结这两种方法各自的优缺点的基础上,提出将两种方法进行融合的一种新的图像拼接技术。该方法就是利用Fourier-Mellin法位移检测精度高的优点和一点一线法对小角度检测误差小的长处,进行优势互补的一种技术。通过实验分析对比,本文的算法提高了图像拼接精度,并具有较强的鲁棒性。针对影响图像拼接精度的噪声和畸变,提出在图像拼接前对待拼接的图像进行几何畸变校正和滤波处理,这样就使噪音和几何畸变对图像拼接精度的干扰减到最小。在整个图像拼接的过程中,除了对算法进行改进之外,也对图像融合的各种方法进行了介绍。通过对拼接合成图的误差分析,得出该算法拼接精度高,并能够很好解决实际应用中的拼接问题,因此具有较好的实用价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 引言  9
  1.2 课题的研究背景及意义  9-12
    1.2.1 图像拼接技术的现状  10-11
    1.2.2 图像拼接的不足  11
    1.2.3 图像拼接的难点  11-12
  1.3 图像拼接技术简介  12-17
    1.3.1 图像拼接技术的概念和目的  12
    1.3.2 图像拼接技术的基本流程  12-13
    1.3.3 图像拼接技术的分类  13-14
    1.3.4 图像拼接技术的特点  14-15
    1.3.5 图像拼接技术的应用领域  15-17
  1.4 本文的研究内容和行文安排  17-19
第2章图像测量系统  19-23
  2.1 CCD 简介  19-20
  2.2 图像采集卡  20
  2.3 计算机  20
  2.4 工作台  20
  2.5 标定靶  20-21
  2.6 开发工具介绍  21-22
  2.7 本章小结  22-23
第3章图像拼接技术仿真  23-34
  3.1 基于 Fourier-Mellin 的图像拼接技术  23-28
    3.1.1 原理介绍  23-25
    3.1.2 Fourier-Mellin 算法的实验仿真与分析  25-28
    3.1.3 Fourier-Mellin 算法仿真实验分析  28
  3.2 基于特征的一点一线法的图像拼接技术  28-33
    3.2.1 原理介绍  29
    3.2.2 光点检测  29-30
    3.2.3 参数求解  30-31
    3.2.4 旋转角度检测及分析  31-33
  3.3 本章小结  33-34
第4章图像融合  34-38
  4.1 图像融合的分类  34-36
    4.1.1 图像融合的简单方法  34-35
    4.1.2 中值滤波的融合方法  35
    4.1.3 塔形分解的图像融合方法  35
    4.1.4 多分辨率样条技术的融合方法  35-36
  4.2 图像融合的性能评价  36-37
    4.2.1 图像融合性能的主观评价方法  36
    4.2.2 图像融合性能的客观评价方法  36-37
  4.3 本章小结  37-38
第 5 章改进 Fourier-Mellin 算法  38-51
  5.1 图像的几何校正  38-41
    5.1.1 图像几何畸变的基本概念  38
    5.1.2 图像消除几何畸变的方法  38-41
  5.2 图像的噪声抑制  41-43
    5.2.1 图像噪声的基本概念  41-42
    5.2.2 图像噪声抑制的方法  42-43
  5.3 图像拼接实验  43-49
    5.3.1 伪匹配的判别及消解方法  46-47
    5.3.2 误差分析  47-49
  5.4 本章小结  49-51
第6章论文总结与展望  51-54
  6.1 论文工作总结  51
  6.2 论文的主要创新点  51-52
  6.3 论文展望  52-54
参考文献  54-57
致谢  57-58
攻读硕士学位期间发表的论文  58

图像拼接技术初步研究

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