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1、.word格式.内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：图像拼接方法及其应用研究 学生姓名：杨洪升学 号：1167118201专 业：电子信息工程班 级：电信二班 指导教师：史明泉. 专业.专注 .word格式.图像拼接方法及其应用研究摘 要图像拼接技术顾名思义就是将数张有重叠部分的图像拼成一幅大型的无缝高分辨率图像的技术，在遥感技术领域、虚拟现实领域、医学图像处理领域等都有广泛的应用。本文首先分析了目前主流科研图像配准和图像融合的算法，重点研究了SIFT算法和Harris算子，RANSAC算法的图像拼接，并对其中的一些问题做出了改进和个人的分析。在本文中对于图像的隐试信息，采取
2、了多尺度表示的图像方法解决，在对于图像的各种操作时都是考虑这些基本问题，其中尺度不变的特征用来图像匹配和物体的识别，本文中对sift算法在图像拼接中的问题做了详细的概述。基于特征点的图像拼接中，在提取特征点和检测中做了一些详细的研究，在图像的特点上，本文中提出了一种基于Harris算法结合鲁棒性较高RANSAC算法提纯匹配点，其主要的思想在于去除经典Harris算法中出现的特征点聚集，这样大大减少了RANSAC算法进行图像配准的运算时间。关键词：图像拼接；图像配准；特征提取；图像融合. 专业.专注 .word格式.Research on the application of image mos
3、aicmethod AbstractImage stitching technology is as the name suggests the number of images into overlapping part of a large seamless high resolution image technology, In the field of remote sensing technology, the field of virtual reality, the field of medical image processing and is widely used in.T
4、his paper analysis of the current mainstream algorithms and image fusion, focuses on the SIFT algorithm and Harris algorithm, RANSAC algorithm for image stitching.In this paper for the image of implicit information, solve the image method adopted a multiple solutions representation for various opera
5、tions, in the image are considered these basic questions, including the scale invariant features for image matching and object recognition, in this paper, the image matching problem of SIFT algorithm to do a detailed overview.Based on the feature points of the image stitching. This to do some detail
6、ed research on the feature extraction and detection, image features, this paper proposes a Harris algorithm based on RANSAC algorithm with high robustness, which greatly reduced the RANSAC algorithm for image registration computing time.Keywords: image mosaic, image registration, feature extraction,
7、 image fusion. 专业.专注 .word格式.目 录摘要.IABSTRACTII第一章 绪论11.1图像拼接的研究背景11.2图像拼接的研究意义21.3图像拼接应用领域和研究现状21.3.1应用领域31.3.2 研究现状41.4图像拼接的特点61.5 本文章节的安排6第二章 图像拼接关键技术的研究介绍82.1 图橡拼接技术的基本流程介绍82.2 图像拼接的信息采集和处理92.3 图像拼接的配准102.3.1 图像配准的原理102.3.2图像配准的方法122.4 图像的融合与合成15第三章 基于SIFT图像拼接算法183.1 SIFT算法的基本原理183.1.1 多尺度空间理论183
8、.1.2 检测极值点203.1.3 稳定关键点213.1.4 局部特性描述223.1.5 拼接融合223.2 改进算法分析实例23第四章 基于Harris算法的图像拼接研究264.1 角点提取算子264.2 Harris角点检测原理264.2.1 柱面投影生成274.2.2 Harris角点提取274.3 RANSAC算法的原理294.4 拼接算法的实例分析314.5本文两种拼接算法的对比33第五章 总结与展望345.1 本文总结345.2 工作展望34致谢36参考文献37附录39. 专业.专注 .第一章 绪论图像拼接应用广泛的数字图像处理的技术。根据不同特征点的之间的相互匹配，就可以将很多张
9、小视角的数字图像拼接成为一张大视角的图像，拼接之后与原始图像很接近，失真较小。开始源于人们的摄影技术，如果相机的视野远小于人们的视野的时候，我们首先想到的是将多个不同的地点的图像拼接成一幅全景图。由于科学技术的脚步不断前进，拼接技术在数字图像处理、卫星图像处理、医学图像处理等领域都有广泛的使用。在上个世纪80年代图像拼接技术开始应用于航天技术和宇航照片的处理之上。1.1 图像拼接的研究背景 图像拼接在科学技术的各个行业中都有着至关重要的角色，从1965年往后，电子技术和计算机技术的快速发展，图像处理技术也进入了一个高速发展的时期，现在广泛应用于医学，军事，航天技术等各个领域。在日常生活中，摄影
10、技术的发展使得我们不满足于图像大小，在争取全景图的同时，往往限制于图像分辨率的问题，种种的情况使得图像的大小和图像分辨率之间存在冲突。当今医学界，图像处理更是无处不在，在CT等医学技术到细胞图形学等，医学对于图像的品质和一些处理手段要求是雨来越高，这其中也在医学中促进的图像处理的发展。现代的医学成像系统中的应用也为医生的诊断提供了医疗诊断依据。在一些患者的诊断中，由于图像的距离和角度上发生变化，所以就需要对图像进行配准，用图像拼接技术使得他们的信息综合在一起，这就为医学上的诊断和生理结构和功能提供了更多的信息。在一些外科医学领域中视网膜的激光手术一直是一个医学难题，一些科学家就提出来利用图像拼
11、接的技术来解决这个难题，他们利用相机的镜头运动和平移没有变化，并且将视网膜看经验主义的研究方法做一个二维的曲面，通过变化矩阵间的变换将视网膜的图像拼接成一个完整的全景图，这个在医学方面做出了巨大的贡献。 在环境质量检测中也广泛的用到图像拼接技术，通过卫星或者是航空拍到的某一个场景的图片来实现对这一场景的整体检测，比如河流、耕地或者是虫害等一些情况进行整体的检测和实时的监控。在当今的军事作战模式下地理位置和地形特征在战局中起到至关重要的地位，当然这其中涉及到一种红外线的图像拼接技术，根据热成像的基本原理，物体自然发射出来的红外射线他是可以转变成可以看得见的热图像，也不会受硝烟、大雾、雪的影像，也
12、有良好的识别伪装能力。 另外信息多媒体技术的高速发展，多媒体技术也慢慢的网络化了，比如说视频的点播，网上的购物和一些多媒体的访问，多媒体资源慢慢的引起了人们的极大关注。但这些数据中包含了很多的杂乱信息，当然其中也包括一些静止的场景。为了去除这些数据的杂乱信息，便于多媒体的传输。也涉及到了图像拼接技术，上述技术的应用能够让图像处理更快的步入到商业化和实用化，也为我们的生活带了诸多方便。1.2 图像拼接的研究意义 近些年来随着高新科技的告诉发展和一些相机和摄像产品的普及，更多的涉及到图像处理这项技术了，在早期，用相机来拓宽视野经常需要调整相机的焦距来获得相对完整的图像，但伴随着问题是产生的图像的分
13、辨率会比较低，当然是用一些高档的相机也可以避免这个问题，但是往往这些设备比较昂贵，也不容易操作。在普通的家庭中不适合是用。当我们用到图像拼接技术的时候，这个问题就可以轻松的解决，消除我们的一些盲区，同时也能得到一幅大型的无缝高分辨率的问题。这些年来，图像拼接技术的告诉发展也改变我们对于传统的测量的认识，所应用的技术和成熟度也较以往有了直观的改变。图像处理的方法也是实现比较准确、快速将多个场景拼接在一起，让我们感受到真是的感觉。图像拼接是图像处理当中一个重要的研究分支，也是计算机图像学等领域的重点研究课题，其中还涉及到科学技术的多个方面，包括地质的勘探、视频的传输和检索以及数学的建模等都有广泛的
14、应用。就目前来说，图像拼接的一个成功的应用案例就是虚拟现实技术，它是用计算机生成一幅三维的图像，可以使用户通过专门的设备技术在一个虚拟的环境中看到实物的整体概况，也可以进行相互的考察和控制，倒是随着这些技术的告诉发展，也滋生出更多的不足，这也在我们发现不足，改变不足中继续的创新与发展。总体来说吧，图像的拼接技术给我们带来的不止是科学上的进步，也是我们普通人在视觉上、听觉上以及触觉上带了不一样的感受，让我们在学你中体会到真是的一种感觉。1.3 图像拼接应用领域和研究现状 关于图像的拼接国内外研究已经有很久的时间了，应用领域也是十分的广泛，可以说是上至天文，下至地理都有图像处理的研究领域和应用领域
15、。本文就当前的研究现状和应用领域做一个简短的介绍。1.3.1 应用领域就像1.2节中提到的那样，图像拼接的应用领域十分的广泛，几乎是科学的各个行业都要涉及到图像的处理，而图像的拼接的技术在计算机图形学以及虚拟技术等方面应用更为广泛，在研究中也占有比较大的比重。以下做一个详细的介绍。1) 虚拟现实技术 虚拟现实技术通俗的说就是利用计算机技术自动生成具有三维的视觉、听觉和触觉环境，用户可以使用专门的设备和虚拟环境进行交互行为。在这个技术运用于全景图生成的时候，图像处理的技术也就发挥着重要作用，其中图像的拼接更是不可少的一个重要的部分。下图是描述生成全景虚拟图的过程图1-1 虚拟全景图生成的过程2) 医学图像的处理 在医学的领域，关于图像拼接的应用更是无处不在，随着高新科学技术的发
