● 摘要
当前，宽视野、高分辨率的图像应用领域越来越广泛，随着场景的扩大，用于拼接的序列图像数量增加，生成全景图所需要的处理时间越来越长，制约了全景图拼接在实际中的应用。如何提高全景图的生成速度，是目前图像拼接研究的热点与难点。基于以上考虑，本文在自动获取待拼接序列图像的基础上，深入研究了全景图生成过程中的图像配准和图像融合等核心问题。针对传统灰度投影法在背景相似情况下容易出现误匹配的问题，研究有效利用图像局部和整体灰度信息的方法，提出了一种基于灰度投影加权的快速配准算法。算法在整体灰度投影的区域分别选取上、中、下三个小块进行局部灰度投影，综合考虑图像整体与局部的灰度投影来有效剔除误匹配，通过平均值校正减少光强不同带来的误差，并利用序贯相似性检测思想来进一步加快匹配时的收敛速度。实验结果表明，该方法在保留灰度投影法快速匹配特性的同时，提高了匹配的准确性。在全景图的绘制过程中，针对大量连续图像拼接的累积误差问题，提出一种基于块匹配的多帧调整方法。该方法在图像大致配准的基础上，在当前图像与其他序列图像重叠的区域内选取适当的窗口进行局部范围内的块匹配，将结果与原来的配准结果取均值，进而调整当前图像的位置；针对传统渐进平滑方法的局限性，定义了一种融合矩阵，使其在图像各方向上均能体现渐进平滑效果，更好地适应全景图应用中多幅图像的平滑处理。利用云台摄像机采集序列图像，设计实现了一个全景图自动生成系统。用户只需要选定全景图对角线上两个顶点的位置，云台便能自动在两点间进行“Z”字形路线的自适应扫描，扫描同时进行拼接处理，实现了全景图的快速自动生成。