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基于多视点获取图像的拼接算法研究

作　者: 张志刚
导　师: 王琰
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 图像拼接 特征点提取 伪匹配点去除 H.264帧内预测
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


图像拼接技术能够提供宽视角而且高分辨率的图像,与使用扫描相机和广角镜头相比,不仅快捷方便成本低廉而且获得图像质量高,在视频图像拼接、虚拟现实、航空航天、视频压缩和传输、视频检索与浏览等领域有着广泛应用。该技术涉及到计算机视觉、人工智能、数字图像处理等领域,是众多学科的交叉新型研究热点,本文主要研究了基于特征点的图像拼接技术。特征点提取是基于特征点图像拼接的第一步,目前常用的特征点提取算法有Moravec算子、SUSAN算子、Harris算子、SIFT算子等。本文对Moravec算子和SUSAN算子的原理进行了学习研究,并对Harris算子编程实现,验证了算法的效果。SIFT特征对于图像具有旋转不变性,是当前特征点提取研究的热点,编程验证了SIFT算法,发现特征点匹配结果中存在伪匹配点,伪匹配点的存在影响变换矩阵的计算精度,容易导致图像配准的失败,为了去除特征点匹配中存在的伪匹配点,提出了基于特征点的伪匹配点去除算法,实验结果显示,该方法有效去除了伪匹配点,与RANSAC算法相比大大减少了计算时间。视频图像拼接是图像拼接技术的重要应用领域,在拼接过程中需要对视频进行解码并提取需要的帧图像,H.264是当前国际通用的视频编解码标准,帧内预测是H.264的重要一部分,本文针对帧内预测的复杂计算,提出了基于宏块相关性和MAD值的帧内预测算法,实验结果显示,该方法有效地较少了编码时间；最后,对所提取帧图像进行特征点的提取与匹配,通过正确匹配点对计算出帧图像间的变换矩阵,实现了视频图像的配准。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 概述  11-12
  1.2 图像拼接的概念及流程  12-14
  1.3 国内外研究现状及存在的问题  14-16
  1.4 本文的主要工作  16-17
第2章 图像拼接研究基础  17-30
  2.1 坐标系统和成像模型  17-18
    2.1.1 坐标系简介  17
    2.1.2 成像模型  17-18
  2.2 图像获取和几何变换  18-23
    2.2.1 图像获取  18-19
    2.2.2 图像几何畸变  19-20
    2.2.3 几何变换  20-23
  2.3 图像配准  23-27
    2.3.1 图像配准原理  23-24
    2.3.2 图像配准的相似性测度  24-26
    2.3.3 基于特征点的图像配准方法  26-27
  2.4 图像特征点的匹配  27-30
    2.4.1 交叉相关法  28
    2.4.2 相似性度量法(LACC)  28-30
第3章 图像角点检测  30-38
  3.1 Moravec算子  30-31
  3.2 SUSAN算子  31-33
  3.3 Harris角点检测算法  33-38
    3.3.1 Harris角点检测原理  33-35
    3.3.2 Harris角点检测步骤  35-36
    3.3.3 实验结果及分析  36-38
第4章 SFIT特征检测与伪匹配点去除  38-52
  4.1 SIFT特征检测  38-43
    4.1.1 SIFT特征点的提取  38-42
    4.1.2 实验结果及分析  42-43
  4.2 SIFT特征匹配  43-44
  4.3 伪匹配点的去除  44-52
    4.3.1 RANSAC提纯算法  44-47
    4.3.2 基于特征点的伪匹配点去除算法  47-49
    4.3.3 实验结果及分析  49-52
第5章 点特征在视频图像拼接中的应用  52-67
  5.1 H.264视频编解码技术  52-59
    5.1.1 H.264的帧内预测  53-55
    5.1.2 模式快速选择算法  55-59
  5.2 从视频流中提取帧图像  59-64
    5.2.1 DirectShow简介  59-61
    5.2.2 基于DirectShow的帧提取  61-64
  5.3 视频图像中特征点的提取与匹配  64
  5.4 变换矩阵的计算  64-65
  5.5 实验结果及分析  65-67
结论  67-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  72-73
致谢  73-74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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