航拍序列圖像自動(dòng)拼接技術(shù)的研究.pdf

1、無(wú)人機(jī)航拍序列圖像的自動(dòng)拼接技術(shù)是遙感信息處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其主要任務(wù)是在航拍序列圖像中，抽取覆蓋拍攝區(qū)域完整信息的圖像子集，并將圖像變換到同一圖像坐標(biāo)系中，形成一幅高分辨率的大視場(chǎng)影像圖。目前相關(guān)領(lǐng)域的主要挑戰(zhàn)在于如何根據(jù)無(wú)人機(jī)飛行特點(diǎn)選取關(guān)鍵圖像幀，以及全景拼接圖像的鬼影重疊等。為此，本文針對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展了關(guān)鍵幀提取和優(yōu)化融合算法的研究，主要工作如下:
　　1、針對(duì)航拍視頻含過(guò)度冗余圖像，影響拼接效率等問(wèn)題，

2、提出了一種基于模糊聚類(lèi)與運(yùn)動(dòng)估計(jì)的關(guān)鍵幀提取算法。該算法首先以圖像的信息熵作為表達(dá)圖像內(nèi)容的特征，采用模糊C-均值算法對(duì)視頻進(jìn)行鏡頭分割;接著采用將相位相關(guān)法計(jì)算相鄰圖像之間的變化參數(shù)，以關(guān)鍵幀提取的兩個(gè)原則為依據(jù)，抽取合適的圖像用于之后的全景拼接任務(wù)。實(shí)現(xiàn)效果表明，相對(duì)于人工提取關(guān)鍵幀的方法，采用自動(dòng)關(guān)鍵幀提取算法不僅消耗的時(shí)間少，且抽取出的圖像子集更符合設(shè)定的圖像重疊度。
　　2、針對(duì)全景圖像拼接過(guò)程中，圖像對(duì)齊部分會(huì)出現(xiàn)鬼影

3、與模糊現(xiàn)象等問(wèn)題，提出了一種基于約束逼近投影變換算法的全景圖像拼接算法。由于逼近投影變換算法是將圖像分割成數(shù)個(gè)相等的矩形塊，對(duì)不同區(qū)域采用獨(dú)立的單應(yīng)性變換，能有效提高不同高程區(qū)域圖像融合問(wèn)題。但這類(lèi)算法對(duì)于遠(yuǎn)離參考圖像的矩形塊會(huì)出現(xiàn)較大的畸變并且拼接縫周邊會(huì)出現(xiàn)大量的形變、鬼影等現(xiàn)象。而光束平差法可以約束全景拼接的誤差傳遞問(wèn)題，從而避免拼接圖像中的形變現(xiàn)象。本文結(jié)合上述兩類(lèi)算法的優(yōu)點(diǎn)，以逼近投影變換為基礎(chǔ)，采用光束平差與透視變換相結(jié)合的

4、圖像拼接策略，通過(guò)約束變換總誤差來(lái)減少畸變現(xiàn)象。針對(duì)具有不同高程信息的無(wú)人機(jī)遙感序列圖像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，相對(duì)于逼近投影變換算法，本文提出的算法減少了拼接結(jié)果中的不規(guī)則畸變;而相對(duì)于光束平差法，本文提出的算法配準(zhǔn)精度更高，而且降低了模糊及鬼影現(xiàn)象。
　　3、針對(duì)航拍視頻中只有單方向的平移變換，若采用傳統(tǒng)的圖割算法容易造成分割不均衡等問(wèn)題，提出了一種改進(jìn)能量方程的圖割融合算法。該算法采用垂直于相機(jī)運(yùn)動(dòng)方向的圖像邊界中心作為圖割端點(diǎn)，以圖像