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1、毕业设计（论文）说明书题目：边界重叠图像的网格拼接算法系 名 计算机科学与技术系专 业 软件工程学 号 6007203156 姓 名 徐御臣指导教师 殷妍2011年 6 月 3 日摘 要图像拼接技术是将一组相互间重叠部分的图像序列进行空间匹配对准， 经重采样合成后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、 完整的、 高清晰的新图像的技术。图像拼接在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像处理、医学图像分析、计算机图形学等领域有着广泛的应用价值。 一般来说，图像拼接的过程由图像获取， 图像配准，图像合成三步骤组成， 其中图像配准是整个图像拼接的基础。 针对边界部分有重叠的图像，提出了一种基于网格匹配的快
2、速对准算法，并通过平滑因子对图像实现了无缝拼接。 提出了一种适宜于生成全方位全景图像的拼接和平滑算法， 给出了一种消除拼接积累误差的方法， 进而首次在立方体表面拼接成功了全方位全景图像，并由此生成了球面上的全方位全景图像。关键词 ：图像拼接；图像配准；图像融合；全景图Abstract Image mosaic is a technology that carries on the spatial matching to a series of image which are overlapped with each other, and finally builds a seamless an
3、d high quality image which has high resolution and big eyeshot. Image mosaic has widely applications in the fields of photogrammetry, computer vision, remote sensing image processing, medical image analysis, computer graphic and so on. In general, the process of image mosaic by the image acquisition
4、, image registration, image synthesis of three steps, one of image registration are the basis of the entire image mosaic. In this paper, we present a fast stitching algorithm for overlapping images based on grid matching, which makes images matching correctly, stitching images seamless and smooth. B
5、oth a mosaic method and a smoothing method that are adaptive to be used to create omni-directional images are proposed. A method by which the mosaic accumulative error can be eliminated is also proposed. As the first time, an omni-directional image is created on cube face, through which an omni-dire
6、ctional image on a sphere face is created. Keywords: image mosaic; image registration; image fusion; panorama目 录第一章 绪论 . 11.1 图像拼接技术的研究背景及研究意义 . 11.2 图像拼接技术的发展概况 . 21.3 图像拼接技术研究现状 . 31.4 图像拼接技术研究的核心问题 . 31.5 图像拼接算法的分类 . 41.6 本文的主要工作 . 4第二章 图像拼接的基础理论及图像预处理 . 62.1 图像拼接 . 62.2 图像的获取方式 . 72.3 图像的预处理 . 8
7、2.3.1 图像的校正 . 82.3.2 图像噪声的抑制 . 8第三章 算法描述 . 103.1 算法思想 .103.2 平滑连接 .123.2.1 图像融合 .123.2.2 基于平均值的融合 .123.2.3 基于渐变因子的融合 .123.2.4 基于颜色的融合 .13第四章 实验结果及分析 . 164.1 部分代码 .164.2 实验结果及分析 .204.2.1 实验工具 .204.2.2 实验所用图片 .204.3 实验步骤 .21第五章 测试 . 28参考文献 . 33外文资料中文译文致 谢天津大学仁爱学院 2011 届本科生毕业设计 ( 论文 ) 1 第一章 绪论1.1 图像拼接技
8、术的研究背景及研究意义图像拼接是指对于给定的图像序列， 根据相邻图像重叠区域内像素点的信息进行图像的配准定位， 随后进行图像的拼接， 生成一幅逼真大型场景图像的过程与技术。它是机器人视觉定位、导弹图像制导、基于图像的虚拟现实建模、视频压缩和视频检索等方面一个研究分支，具有很高的理论和实践价值。目前图像拼接己经成为图像处理领域的一个重要研究方向， 其中一个很有理论意义和实用价值的课题就是利用廉价的成像设备来获取图像， 通过图像处理的方法矫正图像的失真和实现图像的自动拼接， 从而获得具有高分辨率和大视野的图像。图像拼接（ image mosaic）是一个日益流行的研究领域，他已经成为照相绘图学、计
9、算机视觉、 图像处理和计算机图形学研究中的热点。 图像拼接解决的问题一般是， 通过对齐一系列空间重叠的图像 1， 构成一个无缝的、 高清晰的图像，它具有比单个图像更高的分辨率和更大的视野。早期的图像拼接研究一直用于照相绘图学， 主要是对大量航拍或卫星的图像的整合。近年来随着图像拼接技术的研究和发展，它使基于图像的绘制（ IBR）成为结合两个互补领域 计算机视觉和计算机图形学的坚决焦点， 在计算机视觉领域中，图像拼接成为对可视化场景描述（ Visual Scene Representaions）的主要研究方法：在计算机图形学中，现实世界的图像过去一直用于环境贴图， 即合成静态的背景和增加合成物体
10、真实感的贴图，图像拼接可以使 IBR 从一系列真实图像中快速绘制具有真实感的新视图。在军事领域的夜视成像技术中， 无论夜视微光还是红外成像设备都会由于摄像器材的限制而无法拍摄视野宽阔的图片，更不用说 360 度的环形图片了。但是在实际应用中，很多时候需要将 360 度拍摄的很多张图片合成一张图片，从而可以使观察者可以观察到周围的全部情况。 使用图像拼接技术， 在根据拍摄设备和周围景物的情况进行分析后， 就可以将通过转动的拍摄器材拍摄的涵盖周围360 度景物的多幅图像进行拼接，从而实时地得到超大视角甚至是 360 度视角的全景图像。这在红外预警中起到了很大的作用。微小型履带式移动机器人项目中，单目视觉不能满足机器人的视觉导航需要， 并且单目视觉机器人的视野范围明显小于双目视觉机器人的视野。 利用图像拼接技术，拼接机器人双目采集的图像， 可以增大机器人的视野， 给机器人的视觉导航提供方便。 在虚拟现实领域中， 人们可以利用图像拼接技
