基于特征的图像拼接算法研究毕业论文.docx

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摘 要

图像拼接（imagemosaics）技术是将一组相互间存在重叠部分的图像序列进行空间匹配对准，经重采样融合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。

图像拼接是数字图像处理领域的一个重要的研究方向，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。

由于成像系统特性、拍摄角度和时间的不同，以及噪声干扰和遮挡，使图像拼接变得十分困难。

按照图像配准的依据不同，图像拼接分为基于特征、基于灰度信息和基于变换域的图像拼接。

基于特征的图像拼接不仅不易受光照、旋转等因素影响，而且特征相对像素数量较少，有利于提高速度，因此成为最受关注的一类拼接方法。

在本论文中采用一点一线法进行拼接测量。

实验结果显示，最终得到的拼接效果良好。

关键词：

图像拼接；图像配准；图像融合；一点一线法

ABSTRACT

Imagemosaicsisatechnologythatcarriesonthespatialmatchingtoaseriesofimagewhichareoverlappedwitheachother,andfinallybuildsaseamlessandhighqualityimagewhichhashighresolutionandbigeyeshotcomparedwithasingleimage.Imagemosaicsisanimportantresearchfieldofimageprocessing,andhaswidelyapplicationsinthefieldsofphotogrammetric,computervision,remotesensingimageprocessing,medicalimageanalysis,computergraphicandsoon.

Becauseofdifferenceofimagingsystem,pointofview,thetimeaswellasnoiseinterferenceandobstructions,imagestitchingbecomesverydifficult.Accordingtothedifferentbasisofimageregistration,imagemosaicsisdividedintofeature-based,gray-information-basedandtransformation-domainbased.Thefeature-basedimagestitchingisnotonlyvulnerabletothelight,rotation,butalsohelpfultoincreasingefficiencybecausethenumberoffeaturesisquitefewerthanimagepixels.Therefore,itbecomeonetypeofmostattendedmethods.Thispaperpresentsamethodofone-pointandone-line.Experimentalresultsshowthatthequalityoffinalstitchingimagesissatisfactory.

KeyWords：

Imagemosaics;Imageregistration;Imagecomposition;One-pointandOne-line（OPOL）

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

日 期：

指导教师签名：

日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

日 期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年 月 日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年

月

日

导师签名：

日期：

年

月

日

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优 □良 □中 □及格 □不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优 □良 □中 □及格 □不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优 □良 □中 □及格 □不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优 □良 □中 □及格 □不及格

建议成绩：

□优 □良 □中 □及格 □不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名） 单位：

（盖章）

年 月 日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优 □良 □中 □及格 □不及格

建议成绩：

□优 □良 □中 □及格 □不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）

单位：

（盖章）

年 月 日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优 □良 □中 □及格 □不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优 □良 □中 □及格 □不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优 □良 □中 □及格 □不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优 □良 □中 □及格 □不及格

评定成绩：

□优 □良 □中 □及格 □不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年 月 日

教学系意见：

系主任：

（签名）年 月 日

II

目 录

1引言 1

1.1图像拼接技术概述 1

1.2图像拼接技术的研究意义 1

1.3图像拼接技术的研究现状 2

1.4本文的研究内容及安排 3

2图像拼接及其关键技术研究 4

2.1图像拼接流程 4

2.2图像的获取 4

2.2.1CCD摄像机的工作原理 5

2.2.2面阵CCD传感器的工作原理 5

2.3图像配准 7

2.3.1图像配准关键要素 7

2.3.2图像配准的相似性测度 8

2.3.3图像配准方法 9

2.4图像融合 14

3基于特征的图像拼接算法分析 18

3.1算法分析 18

3.2程序流程图 22

3.2.1主程序main流程图 22

3.2.2子程序calPosition_oneImage流程图 24

3.3实验结果及结果分析 25

结 论 26

参考文献 27

致 谢 30

附录一程 序 31

附录二英文资料 39

附录三中文翻译 53

天津工程师范学院2009届本科生毕业设计

1引言

1.1图像拼接技术概述

图像拼接是数字图像处理的一个重要研究方向。

它是将不同传感器（或同一传感器），在不同视点、视角和时间拍摄的具有一定空间重叠的图像拼接起来，形成一个合乎视觉效果的大场景的图像。

它能解决成像范围和分辨率的矛盾，图像拼接后，成像范围扩大了，但分辨率并没有下降，而且还有人使用图像拼接来提高图像分辨率（图像超分辨率）[1]。

它在宇宙空间探测、海底勘测、医学、地质勘测、军事、视频压缩和传输、视频的索引和检索、物体的D3重建、侦察和公安取证、数码相机的超分辨处理等领域都有广泛的应用[2]。

图像拼接按拼接的投影面基准可以分为：

平面拼接、柱面拼接、球面拼接和立方体拼接。

柱面拼接，就是将两幅图向圆柱面投影并融合；球面拼接就是将两幅图向球面投影。

其中平面拼接最为常见，本文研究的就是平面拼接。

图像拼接按照两图配准的依据主要分为基于特征[1-10]、基于灰度信息[11][12]和