全景图像拼接技术研究现状综述.pdf

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1、第29卷第12期重庆工商大学学报(自然科学版)2012年12月Vol.29NO．12JChongqingTechnolBusinessUniv.(NatSciEd)Dec．2012文章编号:1672－058X(2012)12－0060－06*全景图像拼接技术研究现状综述121江铁，朱桂斌，孙奥(1．重庆通信学院应急通信重庆市重点实验室，重庆400035;2．重庆通信学院信息技术教研室，重庆400035)摘要:图像拼接技术作为合成全景图像的工具得到较快发展;图像拼接技术就是把若干幅有重叠部分的图像合成一幅大视角宽

2、幅面的图像;主要对图像拼接技术的应用、国内外发展现状以及面临的问题进行了较为详细的介绍;最后对图像拼接技术的未来研究做了展望，提出了一些改进的思路，为进一步深入研究图像拼接技术提供参考。关键词:图像处理;图像融合;全景图;图像配准;图像拼接中图分类号:TP393文献标志码:A0引言［1］近年来，随着计算机技术的快速发展，图像融合技术发展越来越广泛和深入，对具有较大视域全景图［2］像的需求也越来越迫切。全景图像拼接(imagemosaic)作为新兴技术，短短几年得到了快速发展，受到研［3］［4］究者越来越多的关注

3、。目前全景图像已经成为计算机仿真、计算机视觉模拟、图像处理和计算机特效［5］以及虚拟现实研究中的热点和关键技术，在地质勘测、军事侦查、医学微创手术、航空航天以及视频会议等多个领域发挥着重要作用。所谓全景是指图像有比较宽的视域(FOV，WideFieldofView);所谓拼接是指把多个单一图像融合成一幅图像。具体地说，全景拼接是使用多个摄像机对同一个场景在不同角度拍摄，把得到的多个图像进行校正、去噪、匹配、融合，最终构建成一个质量高、清晰、边缘平滑、分辨率高的图像。图像拼接主要有4个步骤:图像的几何校正、图像预

4、处理、图像配准和图像融合，如图1所示。其中，图像配准和图像融合是图像拼接成功的关键。图1图像拼接流程1图像拼接技术的应用在实际的科研和工程中，当遇到超过人眼视角的场景时，在近距离内无法用照相机将这些庞大的事物收稿日期:2012－02－17;修回日期:2012－04－05．*基金项目:重庆市科技攻关项目(CSTC，2010AC2037)．作者简介:江铁(1987-)，男，四川三台人，硕士研究生，从事图像融合相关算法研究．第12期江铁，等:全景图像拼接技术研究现状综述61拍摄下来，拉大拍摄距离虽然可以得到宽范围的图

5、像，但是拍摄到的物体可能会相对较小，而经过放大后的图像则会出现马赛克现象，效果很差。在航空航天照片的拍摄中这种现象显得尤为突出。使用现代化的硬件设施可能会解决这一问题．但是，像广角镜头等硬件设备的价格都很昂贵，使用方法复杂，而且会造成图像边缘变形的现象。另外一种方法就是使用软件来解决这一问题，如Photoshop等图像处理软件，可以将几个普通视角的图像做成宽视角的大图像，但效果不是很理想。所以，为获得高分辨率的全景图片，对数字图像拼接技术进行研究是非常必要的。在虚拟现实方面，图像拼接得到了广泛的应用。画面真实感

6、在虚拟场景的构建过程中是非常重要的，用图像拼接技术拼接成视觉宽、质量清晰地大图像来代替视频图像将大大节约数据传输量和数据传输速度。在计算机视觉领域中，图像拼接是可视景物表示研究的一部分。完整的可视景物表示还包括深度或视差信息的恢复。图像拼接还是构建和还原三维景物的基础。在遥感技术领域中，来自同一区域不同时间所拍摄到的图像之间的比较，经常要利用图像拼接中的图像配准技术来实现。通过图像拼接后的大图像有利于数据的存储和保存，图像之间的比较显现出更直观的效果，为以后的研究工作提供了准确的数据依据。在医学图像处理方面，图

7、像拼接常常被用来辅助诊断，通过显微镜、超声波、CT等技术获得的图像一般视野都很小，在诊断时，医师需要通过多幅图像的结合来判断病因，图像拼接技术便可以将这些具有共同点的图像拼接到一起，方便医生的会诊工作。因此图像拼接是远程会诊的关键环节。综上所述，可知深入学习和研究图像拼接领域，改良现有算法，得到更清晰的拼接图具有非常重要的意义。2图像拼接技术国外研究现状图像配准是图像融合的基础。国内外学者围绕这两项技术展开了大量的研究和讨论。1965年，在IFIP会［6-7］议上，有虚拟现实“先锋”之称的计算机图形学创始人Iv

8、anSutherland作了题为“TheUelimateDisplay”的报告，提出了一项富有挑战性的计算机图形学研究课题。报告指出人们可以把显示屏当作一个窗口来观察一个虚拟世界，使观察者有身临其境的感觉。其中，这个显示屏上显示的图像，就是经过拼接后得到的全景图像。在1975年，Kuslin和Hines就提出了相位相关法。这种相位相关法主要是利用傅立叶变换的方法，通过傅立叶变换把原始图