圖像拼接及柱面全景圖生成算法研究.pdf

1、全景圖生成是近年來(lái)興起的基于圖像的繪制技術(shù)(Imaged-BasedRendering，IBR)中的重要研究?jī)?nèi)容，涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理及計(jì)算幾何等諸多學(xué)科。全景圖可以表達(dá)完整的周圍環(huán)境信息，相當(dāng)于觀察者從一個(gè)固定視點(diǎn)向四周轉(zhuǎn)一圈所能看到的景象。全景圖生成一般分為四個(gè)步驟：選擇映射模式、數(shù)據(jù)采集、圖像拼接以及圖像融合。 圖像拼接是全景圖生成技術(shù)中關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，是指利用(攝)相機(jī)平移或旋轉(zhuǎn)得到的部分重疊的圖像樣本生成一個(gè)較

2、大的甚至首尾銜接的全方位圖像的場(chǎng)景。本文研究了幾種圖像拼接算法： 針對(duì)原等距離匹配算法中，在對(duì)應(yīng)比較區(qū)域需對(duì)所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行顏色差值計(jì)算，拼接速度較慢的缺點(diǎn)，研究了一種快速的隨機(jī)取點(diǎn)等距離匹配圖像拼接算法。對(duì)于相鄰兩幅圖像，同步長(zhǎng)移動(dòng)比較區(qū)域，在比較區(qū)域中采取隨機(jī)取點(diǎn)的方式，計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)的顏色差值并累加，若達(dá)到某一設(shè)定閾值，則停止計(jì)算。移動(dòng)比較過(guò)程中，計(jì)算次數(shù)最多的比較區(qū)域中心位置即為最佳匹配位置。利用本算法思想對(duì)隨機(jī)順序輸入的場(chǎng)景

3、圖像進(jìn)行排序，可以獲得按照?qǐng)D像實(shí)景內(nèi)容排序的圖像序列，實(shí)現(xiàn)全景圖像拼接。 利用相位相關(guān)算法進(jìn)行圖像拼接時(shí)，直接對(duì)原始圖像像素顏色值進(jìn)行傅立葉變換，對(duì)光照比較敏感；δ函數(shù)陣列中存在多個(gè)與較大峰值較為接近的峰值時(shí)，難于確定圖像間平移量的正確解。本文研究了一種基于圖像輪廓的相位相關(guān)算法，先將圖像提取輪廓，再對(duì)輪廓圖像進(jìn)行相位相關(guān)計(jì)算，當(dāng)?shù)玫降摩暮瘮?shù)陣列中存在多個(gè)和最大峰值比較接近的峰值時(shí)，把它們對(duì)應(yīng)的平移量作為候選平移量，然后再將每對(duì)

4、平移量對(duì)應(yīng)的重疊圖像進(jìn)行相位相關(guān)計(jì)算，以此來(lái)確定最佳峰值，將最佳峰值對(duì)應(yīng)的平移量作為圖像間的最終拼接平移量。 傳統(tǒng)的模板匹配算法計(jì)算量大，匹配速度慢。序貫相似性檢測(cè)算法(SequentialSimilarityDetectionAlgorithms,SSDA)雖可以減少計(jì)算量，但是其固定閾值的合適選取存在很大的困難。針對(duì)這些情況，本文研究了一種自適應(yīng)閾值序列SSDA算法。選定閡值初值后，在下面的匹配計(jì)算中不斷的將其更新，遵循超過(guò)