航拍视频中的实时拼接技术研究.pdf

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1、犬；＇ｉｌ嫂大爱ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹｆｉＳＳ士室位文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ航拍视频中的实时拼接技术研究通■信与信息系统、／学科专丨１：作者姓名指忌救师王洪玉教授－２０１５年６月答辩日期—硕士学位论文航拍视频中的实时拼接技术研究Ｒｅｓｅａｒｃｈ－ｅｏｏｎｒｅａｌｔｉｍｅＳｔｉｔｃｈｉｎｇｉｎＡｅｒｉａｌＶｉｄ作者姓名：刘宝学科、专业：通信与信息系统学号：２１２０９０３８指导教师：王洪玉教授完成日期：２０１

2、５年４月３０日大遠理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中巳经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体巳经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均巳在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：航拍视频中的实时拼接技术研究作者签名：日期：＿ＭｉＬ年—＾月

3、ｉ日大连理工大学硕士学位论文摘要一视频拼接（ＶｉｄｅｏＳｔｉｔｃｈｉｎｇ）是数字多媒体处理中的项重要技术，在智能监控、国防、一交通等领域具有广阔的应用前景。它将多路具有重叠场景的窄视角的视频，拼接成路宽视角的视频，拼接后的视频包含了几路视频中全部的场景信息。图像拼接是视频拼接的基础。图像拼接系统首先进行图像预处理，然后进行图像配准，最后采用图像融合技术获得清晰自然的拼接图像。图像配准是整个系统最重要的环节。传统的配准算法存在计算量较大，、实时性差的缺点另外，由于重叠区域过小造成变换矩阵求解误差增大，致使视频喊间产生抖动现象。配准

4、算法实时性差和视频喊间的抖动仍然是目前亟待解决的问题，。针对上述问题本文展开了如下的研宄工作：（１）由于ＳＵＲＦ算法生成矢量描述符，计算量较大且描述符的维度较高，本文釆用了ＦＲＥＡＫ特征描述符，ＦＲＥＡＫ算法生成１２８维的二值描述符，在Ｒｅｔｉｎａ模型上抽取１２８对二值强度测试大大减小了特征描述的计算量，采用Ｈａｍｍｉｎｇ距离度量描述符之间的相似性节省了特征点的匹配时间。针对中心对称模型对图像几何变形过于敏感的缺点，本文提出了各向异性的特征描述算法，对Ｒｅｔｉｎａ模型进行自适应的几何纠正。实验表明，改进的特征匹配算法准确率达到８０％以上，该算

5、法的运行速度较经典的ＳＵＲＦ算法提高了０倍，１实现了算法的实时性。（２）介绍了金字塔ＫＬＴ算法，实现了对特征点的跟踪。釆用了亚像素插值法使ＫＬＴ算法的跟踪精度达到了亚像素级别。ＫＬＴ算法较特征点匹配算法更加高效，对前一时刻检测的特征点进行跟踪，不再需要逐侦提取特征点。一ＡＮＳＡＣ（３）介绍了随机抽样致算法（ＲａｎｄｏｍＳａｍｐｌｅＣｏｎｓｅｎｓｕｓ，Ｒ），输入匹一配的特征点集后，可以获得最优致集并求解变换矩阵。然后釆用ＬＭＡ算法求得最优一变换矩阵。同时介绍了光照增益补偿算法和多频段融合算法，最终得到幅过渡自然细节丰富的广视角拼接图。

6、（４），釆用Ｋａａｎ滤实现了航拍视频实时拼接系统ｌｍ波器估计出视频采集设备的主动扫描分量，实现了拼接系统的运动补偿。针对重叠区域过小造成变换矩阵误差增大的问题，本文依据变换矩阵之间的相互关系，采用对左、右路视频前后喊的配准代替左右，从而扩大了重叠区域的比例，消除了帧间的抖动路的配准。实验结果表明本文的系统实现了对无人机航拍视频的实时拼接。关键词：视频拼接各向异性特征描述符ＫＬＴ特征光照增益补偿多频段融合；；；；；－－Ｉ航拍视频中的实时拼接技术研宄ｓｅａｒｃｈｒｅａ－ＲｅｏｎｌｔｉｍｅＳｔｉｔｃｈｉｎｉｎＡｅｒｉａｌＶｉｄｅｏ

7、ｇＡｂｓｔｒａｃｔＶｉｄｅｏＳｔｉｔｃｈｉｎｇｉｓａｄｉｇｉｔａｌｍｕｌｔｉｍｅｄｉａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｈａｓａｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｏｓｅｃｔｓｉｎｐｐｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｄｅｆｅｎｓｅｔｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．ＵｓｉｎｔｈｅＩｍａｅｇｇ，，ｐｇｇｒｅｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｉｍａｅｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎａｎｄｉｍａｅｆｕｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｉｄｅｏｓｔａｋｅｎｂｙｄｉ