祝乃庆[1]2004年在《全景图自动拼接算法研究及系统实现》文中认为全景图是虚拟现实中一种重要的场景表示方法。通常获得高质量的全景图需要使用昂贵的专用设备，而且拍摄时需要精确地校准摄像机。从普通摄像机图像拼接是获得全景图的一种低成本而且比较灵活的方法。 采用普通照相机拍摄的照片可能出现图像扭曲、交迭和倾斜，照片之间可能有一定色差，因此，在图像的拼接和建立全景图方面难度大。本文中主要是通过对多种图像拼接算法的研究，提出图像拼接改进算法，该算法能够在较宽松的条件下能够较准确地匹配两幅图像，实验证明该算法能够有效地拼接普通相机拍摄的照片，消除图像扭曲、交迭和倾斜对于图像拼接的影响。同时，在实现柱面全景图时，为了不改变物体在自然界中的几何信息，也进行了柱面投影研究，实现柱面全景图。 最后使用VC++和OpenGL技术实现了图像拼接系统和柱面全景图浏览器，该系统能够自动拼接按照数字排序的序列照片。柱面全景图浏览器可以通过鼠标和键盘方向键360°浏览全景图。
阮鹏[2]2009年在《多图像拼接算法研究》文中研究指明全景图像拼接技术一直是计算机视觉和图像处理的研究热点。它通过基于图像绘制(Image Based Rendering,IBR)的方法把多幅离散的图像信息表现在一幅大视角高分辨率的平滑图像上,很好地解决了图像的视野和分辨率的矛盾问题,在虚拟现实技术,旅游,医学图像处理,遥感测量,航空和军事领域等方面都有广泛的应用。传统获得高质量全景图的方法都依赖于特殊设备,这类的图像拼接算法难以满足更广泛的需要,本文考虑结合手持相机获取图像的特点,针对图像配准和图像的自动排序问题进行了研究。本文在当前已有工作的基础上,分析了多种图像配准算法,针对图像配准精度不高和鲁棒性差的问题,提出了一种结合欧氏距离比值和中值滤波的改进RANSAC(Random Sample Consensus)配准算法;此外,还总结图像拼接领域的半自动和全自动图像拼接算法,在本文已改进的配准算法基础上,实现了一种全自动的全景图像拼接算法。实验结果表明,本文的算法能够有效地拼接两幅有重迭区域的图片,提高了图像匹配的准确性和图像单应性矩阵的稳定性,并在执行时间上有所减少,具有良好的鲁棒性;而且该算法能够实现多幅图像自动排序和配准,稳定性好,无需人工干预。最后,对此次研究工作的内容进行了总结,并对下一步的研究工作和图像拼接领域的未来发展进行了展望。
张纪如[3]2014年在《基于ANDROID的移动视频监控系统中全景拼接技术的研究与实现》文中研究说明视频监控技术在安全领域发挥着重要作用，以其直观、方便和信息内容丰富而广泛应用于城市交通、民用安全等各个领域，特别是重要安全部门或重大事件中。随着计算机、网络、图像处理以及传输技术的飞速发展，尤其是伴随移动通信的快速发展，视频监控从有线网络监控发展到移动视频监控。移动视频监控的终端技术正在快速发展，硬件性能有了突破性进展。具有全功能性特点的智能手机和平板电脑是移动视频监控终端设备最理想的选择。Google开发的Android平台极大的推动了智能手机的发展，此平台所提供的良好开放性能，为普及智能手机视频监控系统带来了契机。本课题主要研究在Android平台相关技术下，构建全景移动视频监控系统。本文在详细分析全景图拼接技术研究现状的基础上，简要论述了全景拼接技术的基本概念、基本步骤和典型算法，对全景图片特征检测及匹配的典型算法进行了分析对比与总结后提出一种全新的全景图片拼接方法。分析得出了典型全景图片合成技术的优缺点。并在此基础之上提出可终端服务设备的架构，客户人机交互系统，流媒体处理模块编码存储与传输通信。本课题完成了基于Android智能移动设备之上的全景视频监控系统的设计与实现。通过分析借鉴已有的全景拼接算法的基础上，创新性的将双目视觉技术引入到全景拼接过程中，通过整圆拼接的算法成功实现了两幅鱼眼镜头照片的全景拼接过程，并通过设计基于ARM芯片搭建Android操作系统的车载平台、视频监控终端软件、服务器端视频采集、存储和转发等设计方案，完成了一整套适合Android平台的车载视频监控解决方案。
姚波[4]2012年在《城市场景照片拼接方法的研究》文中进行了进一步梳理随着信息化的不断发展,互联网的普及,城市可视化研究成为一个研究热题,全景图是还原城市场景最直接和有效的方式之一。在现实生活中,有时候我们需要站在城市小区中央环视四周风景,有时候我们希望漫步在一条长长街道上欣赏沿街建筑外观。这就是单视点与多视点全景图的不同之处。根据这些城市场景不同的特点,论文以环拍和走动随意捕获城市场景照片为主要研究对象,通过现有软件技术,对环拍照片进行交互拼接,输出球面全景图,并设计出基于单视点的城市场景漫游系统；在现有拼接技术和算法基础上,设计和改进能量函数,以一种新的方式实现多视点全景图的自动拼接。研究的主要工作包括叁个方面。一、使用普通数码相机,环拍五组城市场景照片,通过Stitcher Unlimited2009软件交互拼接,输出单视点球面全景图,利用Papervision3D开源引擎,设计出具有沉浸式360度全景漫游系统。实现了非专业设备获取球面全景图的方法,总结并分析单视点全景图及漫游系统的优势和缺陷。二、利用SFM回算多视点相机运动路径和3D景物结构,对马尔科夫随机场进行优化,设计其约束条件的能量函数,获取每个视点照片最理想的像素区域,实现一种新的多视点、长距离城市场景全景图自动拼接的方法。叁、改进、优化能量函数,对城市场景航拍照片进行自动拼接。通过经验法,改变能量函数的权重,让图片接缝能避开重要建筑物,以较小的接缝误差实现高分辨率、大场景的全景图自动拼接。本论文主要以南宁普罗旺斯小区照片和航拍图进行拼接实验,实现城市场景照片单视点、多视点交互拼接和自动拼接,其实验结果表明改进的算法使全景图的拼接更为平滑和自然,在耗时与质量方面得到一个折中体现。其研究具有一定理论价值和实践意义。论文最后对所做工作进行总结,并提出进一步研究的方向。
刘敏[5]2014年在《全景图自动拼接生成系统研究》文中提出随着市场经济竞争日益加剧,中国广告传媒业伴随着专业制作技术的发展而不断壮大、日渐成熟,如何另辟蹊径开创崭新的广告传媒方式来吸引人群的关注,成为目前广告传媒行业市场竞争中迫切需要解决的问题。全景技术是一种基于图片绘制技术生成真实感图形的虚拟现实技术,如果广告传媒图片建模是由IBR来完成全景图片的生成,然后把广告传媒艺术用全景图方式展示,全方位、立体化地向观众传递信息,其独有的表现力是平面广告无法企及,在空间设计、视觉传达方面都能够给观众提供全新的感官体验。本论文分析了全景图的生成流程,阐述了全景图片的拼接方法,以全景图片的自动拼接生成为研究主线,从全景图片的预处理进行优化,重点对全景图片拼接算法进行改进,设计实现了全景图自动拼接生成系统。本论文完成的主要工作如下：1.分析全景图自动拼接生成系统研发背景与市场需求,对图像增强、柱面投影、图片拼接处理及图片平滑处理进行研究,并进行技术层面的可行性分析,确定了全景图自动拼接生成系统设计实现的预期目标。2.设计全景图自动拼接生成系统的整体构架,细化功能模块,对预处理图像采用HSB模型来提高图像识别,并根据行业特点,对图片的拼接算法采用基于面积匹配的方法并进行优化运算,实现全景图的平滑拼接。3.实现系统总体设计。系统由图片预处理子系统、图片拼接子系统和图片后期处理子系统等叁个子系统共同完成全景图片的自动处理和拼接,通过全景图自动拼接生成系统的处理,其良好的画质实例表明本系统能满足用户的基本需求,能够在广告传媒行业中加以应用和推广。
张浩[6]2018年在《基于DSP的高清全景图像拼接的研究与实现》文中研究指明图像拼接技术是计算机视觉、图像处理的研究热点,由此发展起来的全景图拼接技术是以图像拼接技术为手段实现的一种虚拟现实技术。该技术是使用一系列具有相关性的图片通过技术手段生成的宽视角、高景深的高分辨率图像,在虚拟现实、图像处理、视频监控、测绘等领域有着良好的发展前景。随着图像拼接系统应用的不断发展,系统对准确性、实时性和稳定性等性能指标的要求不断提高,同时也需要进一步扩展灵活、多功能的远程支持平台。本文针对高清全景图像,以图像拼接理论算法研究与优化为基础,在DSP处理器上实现全景图像拼接,并设计实现了支持远程操作的实时全景画面拼接应用系统。本文以高清全景图像拼接算法与实现为研究重点,主要完成了以下研究工作。图像拼接算法研究与优化。在研究图像拼接基本算法的基础上,本文针对现有图像拼接算法复杂度高、耗时较长的不足,提出了基于局部相关区域特征点提取匹配的优化算法和变换矩阵通用策略。通过算法优化,将特征点提取范围压缩到相关局部区域,提高了拼接所需有效特征点比例,并根据系统特点固化变换矩阵,降低了图像拼接算法复杂度,提高了图像拼接处理效率。图像拼接算法在DSP上的实现。本文在理论研究的基础上,将图像拼接算法移植到以TI公司DM8168为代表的DSP处理器上。首先通过叁路摄像头获得图像数据,然后采用McFW框架中的Link链路将图像数据送到DSP核的AlgLink进行图像拼接处理:包括图像预处理、图像配准、图像拼接和融合,并通过串口终端实现人机交互功能,最后从A8核显示拼接结果。由此,本文运用DSP处理器实现了高清图像的180度全景拼接,硬件系统尺寸小、易移植。高清全景画面拼接系统设计与实现。本文将全景图像拼接算法应用到嵌入式系统中,在图像拼接算法的实现基础上,使用核心处理器DM8168进行了视频捕获、视频拼接以及H.264编码等处理。系统通过DM8168实现服务器功能,远端设备为客户端,建立了服务器和客户端的socket通信机制,使用户可以在远端获取拼接后的全景视频画面。同时,系统提供了一种可扩展的开放式框架,在该系统平台上能够方便地进行功能扩展。
郑金鑫[7]2010年在《全景虚拟游系统的设计与实现》文中研究表明随着互联网的迅速发展,传统的以图片和文字为主要内容的旅游网页介绍,已经远远不能满足旅游者的要求,网上虚拟旅游已经逐渐代替传统的图片和文字介绍等方式,成为游客提前了解旅游景区的主要方式。本文以全景虚拟现实技术为基础,将图像拼接技术和计算机视觉技术相结合,设计和实现了一个全景虚拟游系统。论文完成的主要的工作如下：(1)分析了全景虚拟游系统的功能需求,在B/S和C/S架构相结合的基础上,建立了一个高效、清晰、灵活、稳定的系统框架设计方案,设计了全景虚拟游系统的整体结构、电子地图系统和叁维全景系统等组成模块。(2)提出了一个全景图的拼接生成算法。该算法综合应用了SIFT特征检测、k-d树特征匹配、RANSAC误配去除、LMA图像配准、多道图像融合等算法,并对图像配准算法进行了一定适当的调整和改进,实现了较好的效果,获得了较高的效率。(3)完成了全景虚拟游系统各个模块的内部实现和系统模块之间的接口实现。开发和集成了全景图自动拼接工具、电子地图自动生成和编辑工具、全景浏览器、Web用户管理等系统模块,实现了一个功能齐全的全景虚拟游系统。(4)对系统的运行和实验结果进行了测试和分析。结果表明,本文提出的各种算法既保证了系统显示的实时速度要求,又满足了用户对虚拟游景观的真实感的要求,达到了较好的体验效果和较高的运行效率。论文在充分采用全景虚拟现实相关技术的基础上,设计和完成了全景虚拟游系统。论文的研究成果有助于虚拟旅游的推广,可为游客提供一种全新的虚拟旅游的体验方式。
张洁玉[8]2005年在《图像拼接及柱面全景图生成算法研究》文中研究说明全景图生成是近年来兴起的基于图像的绘制技术(Imaged-Based Rendering,IBR)中的重要研究内容,涉及到计算机图形学、图像处理及计算几何等诸多学科。全景图可以表达完整的周围环境信息,相当于观察者从一个固定视点向四周转一圈所能看到的景象。全景图生成一般分为四个步骤:选择映射模式、数据采集、图像拼接以及图像融合。 图像拼接是全景图生成技术中关键的一个环节,是指利用(摄)相机平移或旋转得到的部分重迭的图像样本生成一个较大的甚至首尾衔接的全方位图像的场景。本文研究了几种图像拼接算法: 针对原等距离匹配算法中,在对应比较区域需对所有对应点进行颜色差值计算,拼接速度较慢的缺点,研究了一种快速的随机取点等距离匹配图像拼接算法。对于相邻两幅图像,同步长移动比较区域,在比较区域中采取随机取点的方式,计算对应点的颜色差值并累加,若达到某一设定阈值,则停止计算。移动比较过程中,计算次数最多的比较区域中心位置即为最佳匹配位置。利用本算法思想对随机顺序输入的场景图像进行排序,可以获得按照图像实景内容排序的图像序列,实现全景图像拼接。 利用相位相关算法进行图像拼接时,直接对原始图像像素颜色值进行傅立叶变换,对光照比较敏感;δ函数阵列中存在多个与较大峰值较为接近的峰值时,难于确定图像间平移量的正确解。本文研究了一种基于图像轮廓的相位相关算法,先将图像提取轮廓,再对轮廓图像进行相位相关计算,当得到的δ函数阵列中存在多个和最大峰值比较接近的峰值时,把它们对应的平移量作为候选平移量,然后再将每对平移量对应的重迭图像进行相位相关计算,以此来确定最佳峰值,将最佳峰值对应的平移量作为图像间的最终拼接平移量。 传统的模板匹配算法计算量大,匹配速度慢。序贯相似性检测算法(Sequential Similarity Detection Algorithms,SSDA)虽可以减少计算量,但是其固定阈值的合适选取存在很大的困难。针对这些情况,本文研究了一种自适应阈值序列SSDA算法。选定阈值初值后,在下面的匹配计算中不断的将其更新,遵循超过当前阈值就不再计算的原则,寻找最佳匹配点的位置,做到了在不丢失真正匹配点的同时尽可能的减少了计算量。 基于以上的图像拼接算法,本文开发了一个图像拼接及全景图生成系统,包括改进的等距离匹配算法、基于轮廓的相位相关算法、自适应阈值序列SSDA算法以及图像排序并拼接等模块,能够得到较好的图像拼接及全景图生成效果。
蒋欣兰[9]2017年在《基于消失点检测的铁路环境视频自动拼接算法研究》文中认为提出了一种基于铁路环境视频的全景图自动拼接算法。根据铁路环境视频中的场景几何特性,检测场景中的线段及消失点,从而生成场景的空间布局关系;在此基础上,自动构建合适的采样区域,以达到无缝拼接的效果;最后实现全景图的自动拼接。实验结果表明,该方法实现了铁路环境视频的自动化拼接,且得到了更加令人满意的拼接效果。
付雪冬[10]2017年在《车载全景图像拼接算法研究及系统实现》文中认为随着中国经济的快速发展,汽车普及于千家万户。作为当今世界主要交通工具,汽车在提供人们交通便利的同时,也导致了各种交通事故的发生,可谓是一把双刃剑。分析汽车交通事故发生的主要起因,各种统计数据表明,事故多发生在汽车的视野盲区。盲区容易导致驾驶员对汽车周围环境做出错误判断,从而造成行人碰撞、车辆擦伤等事故的发生。针对车载环境视野盲区问题,车载全景图像给出了解决方案。车载全景图像提供给驾驶员一幅汽车全景无盲区的视图画面,驾驶员通过观察视图画面来了解盲区内的环境信息,从而避免了交通事故的发生。车载环境中,安装四路鱼眼摄像头采集汽车四周图像信息,视频采集卡将四路图像信息传入到处理器中进行全景图合成,最终结果显示在液晶显示屏。全景图合成过程中,首先对鱼眼图像进行畸变校正,校正过后进行视角变换得到俯视图,最后对四个方向俯视图进行配准和融合,生成汽车全景视图。分析了车载全景图像拼接算法各个步骤后,本文主要研究内容如下:(1)在鱼眼图像畸变校正步骤中,本文以校正精度较高的成像模型算法为基础,综合常用的等距投影模型内部校正效果好、正交投影模型边缘校正效果好的优点,运用一种基于加权平均成像模型的鱼眼图像校正算法,使得畸变图像在边缘和内部均有良好校正效果。(2)在俯视投影变换步骤中,本文以简单有效的直接线性变换算法为基础,变换过程不需要知道摄像机外参数信息,只需标定空间中的四对顶点坐标。针对实际标定过程中标定点测量误差引起的俯视效果不佳的问题,本文采用了修正的直接线性变换算法,使得俯视变换效果更加精确。(3)在图像配准变换步骤中,本文对实验环境进行布置,在汽车周围围一圈白色框线,以拥有丰富边缘信息的框线对角区域为模板,在搜索图中找到配准子图位置。本文运用了基于边缘模板的配准算法,减少计算量的同时利用边缘配准信息得到精确的配准结果。在图像融合步骤中,本文采用叁角函数加权融合方法进行融合,得到了较好的融合效果。本文最后讨论了将PC上仿真的算法运用到汽车环境的步骤,最终设计了一套嵌入式平台下的汽车全景视觉系统软件。实车实验证明,本文设计的车载全景图像拼接算法满足系统实时性和有效性的要求,具有实际运用价值。
参考文献：
[1]. 全景图自动拼接算法研究及系统实现[D]. 祝乃庆. 南京理工大学. 2004
[2]. 多图像拼接算法研究[D]. 阮鹏. 中南大学. 2009
[3]. 基于ANDROID的移动视频监控系统中全景拼接技术的研究与实现[D]. 张纪如. 青岛科技大学. 2014
[4]. 城市场景照片拼接方法的研究[D]. 姚波. 广西大学. 2012
[5]. 全景图自动拼接生成系统研究[D]. 刘敏. 广西大学. 2014
[6]. 基于DSP的高清全景图像拼接的研究与实现[D]. 张浩. 电子科技大学. 2018
[7]. 全景虚拟游系统的设计与实现[D]. 郑金鑫. 北京邮电大学. 2010
[8]. 图像拼接及柱面全景图生成算法研究[D]. 张洁玉. 大连理工大学. 2005
[9]. 基于消失点检测的铁路环境视频自动拼接算法研究[J]. 蒋欣兰. 计算机工程与应用. 2017
[10]. 车载全景图像拼接算法研究及系统实现[D]. 付雪冬. 电子科技大学. 2017
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