基于双目视觉的图像拼接技术研究

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1、基于双目视觉的图像拼接技术研究重庆大学硕士学位论文（学术学位）学生姓名：钱鑫大指导教师：李正浩副教授专业：仪器科学与技术学科门类：工学重庆大学光电工程学院二O一六年四月ResearchonImageStitchingBasedonBinocularVisionAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByQianXindaSupervisedbyAssoc.Prof.LiZhenghaoSpecialty:

2、InstrumentScienceandTechnologyCollegeofOpto-electronicEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要图像拼接技术，就是将数幅有重叠部分的图像无缝拼合成有较宽视角的大型的高分辨率图像的技术。作为数字图像处理技术的一个研究热点，图像拼接技术在近几十年来迅速发展，具有重要的科研意义、实用价值以及广阔的应用前景。然而，现有的大部分图像拼接算法在不同程度上存在其局限性。一方面，传统的图像拼接算法大多以图像的配准技术为核心，而图像的

3、配准运算量较大，耗时较高，无法适用于诸如车载视频监控等实时性要求较高的领域。另一方面，传统的图像拼接算法对图像融合的处理比较粗糙，而医学图像分析和遥感图像处理等领域均对图像的质量有极高的要求。本文在充分调研和分析了当前主流的图像拼接技术的基础上，对基于双目视觉的图像拼接技术进行了研究和探讨，研究了一种快速图像拼接技术，以提升图像拼接算法的实时性；同时提出了一种基于遗传算法和人类视觉系统特性的图像融合算法—GA-HVS融合算法，以提升图像融合的质量。本文的主要研究工作如下：①主流的图像拼接算法的调研和分析。一方面，调研并分析了基于图像特征的图像配准算法；另一方面，调研并分析了

4、多尺度分析技术、金字塔图像融合算法和基于小波变换的图像融合算法。②图像快速拼接技术和融合算法的研究。针对传统拼接算法耗时长的不足，研究了一种基于双目视觉的快速图像拼接技术，提出了一种图像直接拼接算法，以提升图像拼接算法的实时性。同时对图像融合技术作了进一步研究，提出了GA-HVS图像融合算法，以提升图像融合的质量。该图像融合算法通过遗传算法和人类视觉系统的特性来选取融合系数，利用所选取的融合系数进行小波逆变换，进而重构融合后的图像。为了证明新算法的性能，本文设计了一系列的对比实验。实验结果表明，本文提出的算法是有效的。③快速图像拼接系统的设计。基于实验室的软硬件平台设计了一

5、个快速图像拼接系统。该系统集成了图像的显示和采集、相机的标定和图像的矫正、图像的快速拼接等功能模块。关键词：双目视觉，图像拼接，相机标定，小波变换，多尺度分析技术I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTImagesplicingtechnology,isatechnologytostitchseveralimagesthathavingoverlappartintoalargeandhighrevolutionimagewhichhasawideperspective.Asahottopicofdigitalimageprocessingtechnology,imag

6、estitchingtechnologydevelopedrapidlyinrecentdecades,withimportantsignificance,practicalvalueandbroadapplicationprospects.However,mostoftheexistingimagestitchingalgorithmhavelimitationsindifferentaspects.Ononehand,mostofthetraditionalimagestitchingalgorithmarebasedonimageregistrationtechnol

7、ogy,whiletheregistrationoperationoftheimageisverytime-consuming,andcannotbeappliedtohigherreal-timerequirementsinareassuchascarvideosurveillance.Ontheotherhand,theprocessofimagefusionintraditionalimagesplicingalgorithmisabitrough,butthefieldofmedicalimageanaly