全景图像的拼接技术研究硕士学位论文

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1、浙江师范大学硕士学位论文全景图像的拼接技术研究姓名：王雪蓉申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术（软件与理论）指导教师：杨凡20081201摘要获得高质量的全景图通常需要昂贵的专用拍摄设备，而且拍摄时需要进行参数的精确校准。而采用普通摄像设备获得全景图虽然较灵活且成本较低，但照片可能出现扭曲、重叠、倾斜和色差等问题。随着图像处理技术的发展，人们用图像拼接的方法代替特殊摄像设备，同样可获得超宽视角、大视野、高分辨率的全景图像。利用图像拼接技术自动建立的大型、高分辨率的全景图，被广泛应用于摄影测量学、航空、医学、遥感、计算机视觉、模式识别、数字视频、运动分析、虚拟现实、图像处

2、理和计算机图形学等研究领域。本文在详细分析全景图拼接技术的研究现状的基础上，简要论述了全景图拼接技术的基本概念、基本步骤和典型算法，对全景图特征检测及匹配的典型算法进行了分析总结，对比了Harris角点检测、LoG轮廓特征提取、Canny边缘检测及Sobel边缘检测算子的实例效果，进而分析了特征模板匹配、基于特征线段比值和边缘轮廓的配准等特征匹配典型算法的优缺点。根据现有特征配准算法存在的问题，本文尝试采用一种改进的柱面全景图特征配准算法，并以拼接浙江东方职业技术学院篮球场的部分柱面图为例进行实验验证。首先通过旋转拍摄方式获取图像并进行几何校正。其次对Sobel边缘检测算子

3、进行某些改进，用改进的Sobel算子自动检测提取特征点。该算法以邻域边缘量与整幅图像的平均边缘量之差来衡量以某点为中心的区域与其它区域的差异，以便较准确地找到特征区，并采用自适应方法较为适当地自主调整基准特征块大小。然后采用三步搜索策略，通过采用特征模板匹配算法(互相关法)，利用统一变换公式，依据简单的矩阵运算，较为准确地查找图像缝合点，较好地完成相邻图像在平面上的配准，并求出图像之间的平移参数，把相邻图像在平面上的配准情况整体反映在投影柱面上。当光照条件不尽相同时，可能产生亮度不连续的拼缝现象，采用渐入渐出法或Szeliski法，将图像重叠区域的灰度值按渐变系数相加合成全

4、景图像，实现图像重叠部分的平滑处理。最后，进行实验验证，列举算法技术指标，给出实验结果并进行对比。实验证明改进的拼接算法除重配率没有得到较为明显的降低，因而陷入局部最优问题而产生锯齿现象外，在配准时间和运算速度方面均得到了一些改善，而且计算量不大(仅对边缘量最大值点作用)，较好地排除了一些邻域边缘量很小的点和孤立边缘点，特征点丢失率得到一定程度的降低，精确度也相应得到了一定提高，算法的适用性较好，具有一定的实用价值。关键词：全景图拼接，图像配准，边缘特征点提取，算法改进IIABSTRACTCommonly,itisnessarytoacquirehigh—qualitypa

5、noramaimagesthroughsomeexpensive，specialcameraequipmentswhoseparametersneedbecalibratedaccuratelywhiletaking．Indespiteoflowercostandhigherflexibility,panoramaphotostakenwithnormalequipmentshaveprobablysuchquestionsasdistortion，overlap，tiltingandcolordifferenceetc．withthedevelopmentofimagep

6、rocessingtechniques，welikewisecanacquireapanoramawithultrawideangleofview,largerangeofvisionandhighresolutionbysubstitutingimagemosaicmethodforspecialcameraequipme—nts．good-sizedpanoramaimageswithhighresolutionbuiltautomaticallywithimagemosaictechniqueshavebeenappliedwidelytosuchstudyingfi

7、eldsasphotogrammetry,aeronautics，medicine，remotesensing，Computervision，pattemrecognition，digitalvideo，kinematicanalysis，virtualreality,imageprocessingandcomputergraphicsetc．Onthebasisofdetailedlyanalyzingtheactualityofstudyingonpanoramamosaictechniques，thepape