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图像拼接是研究如何利用几幅小视角的相关图像得到一幅高分辨率、宽视角的图像技术。用图像拼接的方法获得高分辨率、超宽视角的全景图像,可有效地降低因为特殊摄像设备价格昂贵等原因所带来的成本,为工程和科研带来很大方便,因此成为虚拟现实、计算机视觉、图像处理等领域的重要研究课题。在航空、医学、遥感、模式识别、计算机视觉、虚拟现实以及图像处理等研究领域具有广泛的应用。
本文围绕图像拼接中的图像配准和图像融合等关键技术展开研究,主要工作包括以下三个方面。
(1)提出了BP-SIFT的图像配准方法。结合位平面理论,首先利用高斯差分函数对图像做卷积,采用不同采样构建高斯金字塔;然后求取局部极值点,通过求Hessian矩阵迹的正负性与最近邻方法相结合得到配准特征点;最后利用RANSAC算法剔除误配准,通过图像插值获得配准图像。
(2)实现了基于小波变换的图像融合算法。首先利用小波变换对图像进行分解,得到低频分量、水平高频分量、垂直高频分量和对角高频分量四部分,根据不同频带具有的细节与轮廓信息的特点,选择两层作为最优的小波分解层数,然后通过对低频加权平均,对高频利用模板融合,最后利用小波逆变换进行重构,这样就可以实现图像的融合。
(3)实现了全景图拼接。在研究了图像配准算法和图像融合算法后,得到了具有高分辨率、宽视角的全景图。