基于计算机视觉的图像拼接技术研究

论文摘要

图像拼接的目的是要将多幅来自同一场景的具有一定重叠区域的小尺寸图像合成为一幅大尺寸,具有大视场角的图像,甚至是某一大型场景的全景图像,这一技术在虚拟现实领域、医学图像处理领域、遥感技术领域和军事领域中均有广泛的应用。因此,也越来越成为计算机视觉中的一个热点领域。本文深入研究了传统的图像拼接技术的各种方法,对图像拼接技术中的关键步骤—图像的配准作了重点的分析,总结了各种方法的优缺点。在此基础上构建了一种新的图像拼接方法,该方法通过对摄像机的标定,建立图像坐标点与其世界坐标点之间的对应关系。根据世界坐标点一致的原则,将相邻的具有重叠区域的图像的同名点联系起来,实现相邻图像特征点之间的匹配,由此实现相邻图像的拼接。采用该方法,很好的避免了传统图像拼接技术中普遍存在的计算量大,耗时长,并且容易发生误匹配等缺点。但是该方法十分依赖摄像机标定的结果,标定结果的精确与否,直接关系到拼接的成败。因此,本文先对摄像机标定技术作了深入而详细的研究,选取成熟可靠的方法进行实验,最后得到需要的摄像机参数结果。实验结果验证了该方法的有效性与可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 平面拼接
• 1.2.2 柱面拼接
• 1.2.3 球面拼接
• 1.3 本文的研究内容和创新点
• 1.4 本章小结
• 第二章 传统图像拼接技术
• 2.1 图像拼接技术概述
• 2.2 图像配准技术的分类
• 2.2.1 频域配准
• 2.2.2 时域配准
• 2.3 典型的配准方法
• 2.3.1 模板匹配法
• 2.3.2 基于图像灰度的方法
• 2.3.3 基于图像特征的配准方法
• 2.4 图像融合
• 2.5 本章小结
• 第三章 图像变换模型
• 3.1 参考坐标系
• 3.2 针孔摄像机模型
• 3.3 非线性摄像机模型
• 3.4 本章小结
• 第四章 摄相机的标定
• 4.1 摄像机标定的分类
• 4.2 传统的线性模型下的摄像机标定
• 4.3 相机内参数的标定方法
• 4.3.1 直接线性变换标定法（DLT）
• 4.3.2 Tsai的两步法
• 4.4 摄像机的自标定技术
• 4.5 经典张正友平面标定法
• 4.5.1 模板平面和单应矩阵
• 4.5.2 标定参数求解
• 4.6 本章小结
• 第五章 实验结果与分析
• 5.1 图像的曝光控制
• 5.1.1 最佳曝光量的确定依据
• 5.1.2 最佳曝光时间的确定
• 5.2 存在问题
• 5.3 同名点的匹配
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文