图像拼接方法及其关键技术研究.pdf

第18卷第3期计算机技术与发展Vol.18No.3

2008年3月COMPUTERTECHNOLOGYANDDEVELOPMENTMar.2008

图像拼接方法及其关键技术研究

蔡丽欢,廖英豪,郭东辉
(厦门大学电子工程系,福建厦门361005)

摘要:图像拼接是图像处理技术的一个重要内容,是一种将多张有衔接重叠的图像拼成一张高分辨率全景图像的技术。
该技术广泛应用于显微图像分析、数字视频、运动分析、医学图像处理、虚拟现实技术和遥感图像处理等领域。文中阐述
了图像拼接技术的一般问题及其难点,介绍了图像拼接技术发展过程中几种主要的图像拼接方法,重点分析了近几年提
出的角点检测及尺度不变特征转换的方法,通过编程实现来讨论这些方法的优缺点,并给出实验的结果。
关键词:图像拼接;模板匹配;特征点匹配;角点检测;特征转换
中图分类号:TP391.41文献标识码:A文章编号:1673-629X(2008)03-0001-04

StudyonImageStitchingMethodsandItsKeyTechnologies

CAIL-ihuan,LIAOYing-hao,GUODong-hui
(DepartmentofElectricalEngineering,XiamenUniversity,Xiamen361005,China)

Abstract:Imagestitchingisoneofimportanttechnologiesforimageprocessing.Itisnormallyusedtomakeupaseamlessandhighresolu-
tionimagewithasetofpartialimagesinthefieldsofmicroscopicinspection,digitalvideo,motionanalysis,medicalimageprocessing,virtu-
alrealityandremotesensingmapping.Inthispaper,thecontentandthedifficultyofimagestitchingarereviewedandsometypicalalgo-
rithmsareintroduced.Andaccordingtotheresultsofrelativeexperiments,theadvantageandlimitationsofthesealgorithmsaredis-
cussed.
Keywords:imagestitching;templatematching;keypointsmatching;cornerdetection;featuretransform

0引言主要用于远景或遥感图像的获取,后者主要用于显微
在人们实际生活和工作中往往需要获得宽视角、图像的获取,它们共同的特点就是获得有重叠的二维
高分辨率的全景图像,但是由于摄像设备的机械限制,图像。但是由于场景或机械的不理想的缘故,所获得
一般只能得到局部的成像,而得到全景图像的硬件设的各衔接图像的重叠部分不能完全匹配,这给图像拼
备(全景相机、广角镜头等)一般比较昂贵,不适合普遍接处理带来严重的问题,因此,多年来这种匹配不理想
应用,于是人们提出了利用计算机进行图像拼接来获的图像拼接问题受到人们极大关注。近年来,针对不
得全景图的方法。目前图像拼接技术广泛应用于数字同场景获得的衔接图像,人们提出了各种相应的技术
视频、运动分析、虚拟现实技术、医学图像分析、遥感图方法[2~15]。文献[16]也把现有的一些典型的图像拼
像处理等领域。接方法进行了总结,并将它们归类为基于自适应流形
图像拼接技术原理是根据图像重叠部分将多张衔和基于人工确定流形的两种图像拼接方法,还就局部
接的图像拼合成一张高分辨率全景图。这些有重叠部对齐、全局调整和图像融合等图像处理技术进行了讨
分的图像一般由两种方法获得:一种是固定照相机的论,内容比较全面,但未具体介绍其中拼接原理算法,
转轴,然后绕轴旋转所拍摄的照片;另一种是固定照相且某些新的技术方法也未提及。
[1]
机的光心,水平摇动镜头所拍摄的照片。其中,前者为此,文中从二维图像拼接技术的一般问题出发,
把图像拼接算法归类为基于区域和基于特征两种基本
收稿日期:2007-06-12的图像匹配分析方法,具体介绍了相应的匹配拼接算
基金项目:福建省自然科学基金资助项目(A0410007)、福建省科技
法,并分析它们在实际应用中的优缺点。
重点项目(2005H088);国家人事部留学人员创业基金项目
作者简介:蔡丽欢(1982-),女,福建漳州人,硕士研究生,研究方向
为数字图像处理、人工智能等;郭东辉,教授,博士生导师,主要研究1图像拼