一种新的基于柱面和特征的图像拼接算法.pdf

第25卷第8期计算机仿真2008年8月

文章编号:1006-9348(2008)08-0219-04
一种新的基于柱面和特征的图像拼接算法

张茜,高满屯,张宝强
(西北工业大学机电学院,陕西西安710072)

摘要:当要获取大场景图像时,由于摄像设备视角的限制,不可能一次拍出,这时需要拼接技术将多幅连续图像拼接出一幅
大图像。但是对于在不同角度下拍摄的不在同一平面的图像,直接拼接会在重合区域发生局部扭曲现象,因此提出了一种
基于柱面和特征的图像拼接算法。将不在同一投影平面的图像映射到柱面后,结合边缘信息和近似最近邻的优先搜索算法
查找可能特征匹配对,最后实现拼接。实验结果表明,该算法拼接效果比较理想,鲁棒性强,具有较高的使用价值。
关键词:图像拼接;柱面;特征
中图分类号:TP391文献标识码:A

ANewAlgorithmforStitchingImagesBasedonCylinderandFeatures

ZHANGQian,GAOMan-tun,ZHANGBao-qiang
(Dept.ofElectromechanics,NorthwesternPolytechnicalUniversity,XipanShanxi710072,China)

ABSTRACT:Abigscenepicture,needstobestitchedbymanycontinualimages.Butbecausethephotographsun2
derdifferentanglesarenotintheidenticalplane,directstitchingmaycausepartialdistortion.Thereforethisarticle
proposesanimagestitchingalgorithmbasedonthecylinderandthefeatures.Experimentalresultsshowthattheim2
agestitchingeffectiswonderfulandthealgorithmishighlyvaluableinpractice.
KEYWORDS:Imagestitching;Cylinder;Feature

没有形成一种稳健完全的拼接融合技术。Richard[1]以手动
1引言确定至少4对特征点,以特征点像素的亮度误差构造优化函
图像拼接(ImageStitching)是指对于给定的图像序列,根数来估计图像间的点变换关系,取得了比较好的平面和深
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,度场景融合效果,但此算法以亮度误差来做点变换估计,对
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图像的光照变化非常敏感且整个算法的自动化程度不够。
技术。它利用计算机进行匹配,合成一幅宽角度图片,在数Pollefey[2]详细研究了特征点自动提取和匹配问题,但没有
字视频、计算机图形学、遥感图像处理、视频压缩、视频检索、针对图像处理做更深入的研究。Peter[3]分别采用多分辨率
医学图像分析等领域有着广泛的应用价值。随着计算机视样条和单调函数插值技术平滑过渡图像的交接处的颜色,
觉技术和虚拟现实技术的发展,人们希望能够用摄像机对景但这是在特征点匹配和点变换的准确估计基础上完成的。
物拍摄完毕后,自动获得所拍摄环境或物体的二维增强表示本文给出了一种基于柱面和特征的图像拼接算法。算
或三维模型,这些也是需要在图像拼接技术基础上完成的。法的思想是将不在同一投影平面的图像映射到一个标准投
早期的图像拼接方法都是直接拼接。直接拼接方法在影后进行预拼接,然后结合边缘信息和近似最近邻的k-d
计算运动关系时常常因局部收敛性而导致计算结果不够稳树优先搜索算法查找可能特征匹配对,采用RANSAC算法实
定,普遍采用的交互式指定匹配对方式还存在匹配点难以准现了图像的精确拼接。
确指定的问题。
基于特征的拼接实现相邻图像的合成一般要经过特征2图像拼接
点的提取和匹配、图像间点变换的估计、图像交接处的无缝基于柱面和特征的图像拼接算法原理是将图像投影到
过渡等。目前对每步算法的研究已取得了一些成果,但还柱面后寻找特征点进行匹配消除拼接痕迹实现拼接。
拼接过程主要包括以下5个步骤:
收稿日期:2007-06-26修回日期:2007-07-071)统一空间面的生成:保持实际景物的空间约束关系

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将图像映射到一个标准投影;3)统计两幅图像重叠部分二值化图的差异并计算目标
2)图像的预拼接:确定两幅相邻图像重合的较精确位函数值。
置,为特征点的搜索奠定基础;213特征提取
3)特征点的提取:在基本重合位置确定后,找到待匹配灰度信息包含了最大量的图像信息,而边缘信息则反
的特征点