实时视频图像拼接技术分析与系统实现

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1、华中科技大学硕士学位论文5.2实时视频图像拼接系统实现.....................................................(51)5.3本章小结....................................................................................(57)6总结与展望6.1总结..........................................................................................(58)6.2展望.......

2、...................................................................................(59)致谢...............................................................................................(60)参考文献...........................................................................................(61)V华中科技大学硕士

3、学位论文1绪论1.1研究背景与意义1.1.1图像拼接研究背景与意义随着计算机运算速度的大幅提高，多媒体与数据通信技术也得到高速发展，因此给图像处理技术带来了很大发展空间。目前图像处理广泛应用于科学研究、工业制造、国防军事、交通运输、医疗卫生等领域[1]。摄像机等拍摄设备是图像处理技术的基础设备，随着科技的发展，人们更注重数码照相设备的高速、便捷以及智能化。超大尺度和高分辨率图像更利于实际的学术研究和科研项目，但这类图像一般都超过了人眼视角，目前市面上硬件设备由于工艺水平受到一定限制，拍摄环境也不一定理想，所以普通数码相机甚至是广角摄像机的视角也不能满足需要，有时也无法用一张照片拍摄下超

4、大尺寸的物体[2-4]。为了不再被这一问题困扰，学者们研究发展了数字图像拼接技术。图像拼接的字面意思是将多幅图像拼接成一个整体，利用图像对齐技术，将一系列空间上有重叠的图像有序排列，构成一个没有明显接缝而且分辨率大的图像，拼接之后的整体图像包含信息量更大，更容易满足应用需求。图像拼接技术发展初期研究重点大多在提高拼接精度，不考虑时间效率问题。例如遥感图像方向，遥感图像本身具有大分辨率的特点，因此需要大量航拍或卫星的图像，应用图像拼接技术将这些单幅图像整合，得到完整的大幅卫星图像。近年来图像拼接技术的应用更加广泛，不再拘泥于遥感学中绘制大尺度图像。例如在虚拟现实领域，单个摄像头由于拍摄视

5、角有限无法一次性获取三百六十度的全景图像，而多个摄像头图像的拼接则可以得到大视角或全景图像；在医学图像领域中，有时因为探视镜头的视野过小，医师获得的信息过少不易诊断，或者有时是目标图像过大时，可以通过图像拼接技术把相邻图像拼接起来，从而帮助医生精确诊断；在军事领域中，大部分成像设备由于硬件设备限制，拍摄的图片视角不够宽，所以实际应用时，经常需要应用图像拼接技术将多张图片合成大视角图像或者360度全景图，全景图有利于观察者获取周围环境的整体信息。1华中科技大学硕士学位论文1.1.2实时图像拼接研究背景与意义在图像拼接技术的发展初期，由于计算机运算速度的限制，图像拼接的速度较慢，但是随着实

6、时图像拼接技术逐渐发展，实际项目更需要时间效率高的算法，因此对实时性的重视程度越来越高。实时图像拼接重点要求就是实时性，算法需满足实时性要求，同时能高效、准确地完成重叠区域的图像拼接。本文的研究以政府智能门禁系统项目为背景，由于门禁系统中待监控的场景较为广阔，单个摄像头无法覆盖，所以需要架设多个摄像头覆盖场景。该项目中需要对监控场景中的可移动物体跟踪处理，保证物体移动到其他摄像头覆盖区域时，能准确跟踪而且能在视觉上直接观测，因此必须通过实时视频图像拼接建立大场景。实时视频图像拼接有着广阔的应用前景和发展方向，例如应用于安防监控，可对多个摄像头图像实时拼接，给相关人员提供大视角的监控画面

7、，也可以为后期运动物体跟踪处理打基础。也可应用于车载图像全景拼接、实时全景探测等，或应用于可穿戴设备，获得一个大视角范围等。目前出现了各类加速算法，还有GPU技术的应用使视频图像拼接算法的效率得到很大提升。1.2国内外研究概况1.2.1图像拼接国内外研究概况图像拼接技术应用广泛，其中关键技术是图像特征提取与图像配准。图像特征提取的研究历史很长，1977年Moravec提出角点特征的概念[5]，也称为“兴趣点”，Moravec提出的角点具有旋转不