一种有效的全景图像自动拼接算法.pdf

第29卷第8期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.29No.8
2006年8月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAug.2006

一种有效的全景图像自动拼接算法

胡亚玲1,江萍2,胡社教1
(1.合肥工业大学计算机与信息学院,安徽合肥230009;2.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009)

摘要:图像拼接是基于图像绘制技术中的一种常用方法。该文用特征提取算子得到2幅图像的特征点,根
据特征点邻域灰度的归一化相关性得到初始的匹配点集,利用特征点与其周边特征点之间的关系来获得更
加精确匹配;利用随机采样一致性方法对匹配点集进行优化,以具有最多内点数的模型作为投影矩阵的系数。
关键词:全景图;图像拼接;单应性矩阵
中图分类号:TP751.1文献标识码:A文章编号:100325060(2006)0820980204

Aneffectiveautomaticmosaicingalgorithmofpanoramicimages

HUYa2ling1,JIANGPing2,HUShe2jiao1
(1.SchoolofComputerandInformation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China;2.SchoolofElectricEngineeringand
Automation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)

Abstract:Inthispaper,aneffectiveimagemosaicmethodispresented.Thefeaturedetectorsareused
toobtainthefeaturepoints.Theinitialmatchpointsarefoundbynormalizedcrosscorrelation.Then
thematchesarerefinedaccordingtotherelationshipofneighboringfeaturepoints.Randomsample
consensusisintroducedtooptimizethematches,andthemodelwhichhasthemostinpointsisusedas
thetransformcoefficient
Keywords:panorama;imagemosaic;homographymatrix

的方法之一。
0引言
为了使普通照片拼接出的全景图,能够保持
全景图是一种具有全视域和高分辨率的图透视效果以及视觉上的一致性,需要将图像重投
像,在机器人技术、计算机视觉、虚拟现实、军事和影到一个表示面上。常用的表示面有球面、立方
商业上有着广泛的应用。基于Web技术的全景体和柱面投影法,其中柱面投影法使用的最为广
图在房地产和旅游业得到广泛地应用,用户足不泛。柱面的全景图在水平方向上满足360°的环
出户就可以交互的欣赏到异域的风土人情。视,它的优点在于柱面图像可以展开成一个平面,
利用全范围的成像传感器和与其兼容的照相极大简化了圆柱面的投影,并快速地显示图像。
机组成全景相机,可以一次性获得大范围的图构造柱面全景图时,首先将照相机固定在三
像———全景图像。但该方法对硬件设备要求较角架上,并保持相机镜头水平,每旋转30°角拍摄
高、价格昂贵,并且需要较好的拍摄技巧,很难得一次,将拍摄到的图像重投影到圆柱面,再对图像
到普及。通过图像拼接方法将普通相机拍摄的序做位移变换来拼接图像[1]。搜索最佳位移量的方
列图像进行自动拼接,是目前构造全景图最常用法很多,可以使用图像的灰度值,或者使用边缘、

收稿日期:2005209201;修改日期:2006201206
作者简介:胡亚玲(1981-),女,安徽芜湖人,合肥工业大学硕士生.
第8期胡亚玲,等:一种有效的全景图像自动拼接算法189

纹理特征来加快搜索。点。然后通过随机采样一致性(RandomSample
校园一角的全景图,如图1所示。Consensus,RANSAC)[4]去除外点,以最佳的内
点估算矩阵系数,最后将图像重采样到参考图像
的视平面中,通过像素值平均加权融合图像。

1H矩阵系数的线性求法

化简式λXp=HXq,得到非齐次表达式为

m0xi+m1yi+m2
x′i=
m6xi+m7yi+1
(2)
m3xi+m4yi+m5
图1柱面投影全景视图y′i=
m6xi+m7yi+1

令M=(m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7),b=
当相机光心固定做任意旋转时,图像间出现
(x′1,⋯,x′n;y′1,⋯,y′n),有
透视变换,这种透视变