面向遥感图像的拼接技术研究

发布时间：2022-07-14 20:43

　　高分专项的稳步实施,进一步提升了我国对地观测能力。由于高分卫星拍摄的单幅遥感图像展示的范围有限,所以在实际应用之中往往需要将其按重叠区域进行拼接,生成一张广角全景图像。高分卫星遥感图像具有分辨率高、数据量大的特点。虽然获得了高清晰遥感影像,但是在大量的数据面前,常用的图像拼接方法的效率大打折扣。并且由于遥感图像间存在色差,使得在对图像进行拼接时容易出现明显的接缝和鬼影现象,造成图像视觉效果的下降。为此本文提出了一种基于CPU-GPU协同处理的高效图像拼接方法。本文提出了一种基于相位相关算法计算图像重合范围的方法,将图像特征点的提取和匹配范围限定在重合区域。该方法减少了特征点提取的数量,从而较好地提高了图像拼接的整体效率。针对图像特征点匹配阶段效率不佳、误差较大的问题,本文采用基于k-d树的BBF算法进行特征点匹配,并采用RANSAC算法对不良的特征点的匹配对进行了删除,该方法提高了图像特征点匹配的速度和精度。采用了加权平均融合算法对图像进行了融合处理,该方法有效减少了图像拼接处的色彩差异,弱化了图像的接缝的视觉效果。在上述CPU端图像拼接技术优化的基础上,本文利用CUDA技术在GPU端... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 图像拼接技术研究现状
        1.2.2 GPU通用计算研究现状
    1.3 论文的主要工作
    1.4 论文的组织结构
第2章 图像拼接及GPU通用计算关键技术研究
    2.1 图像拼接技术
        2.1.1 图像的前期预处理
        2.1.2 图像配准技术
        2.1.3 图像的变换与融合
    2.2 GPU架构及CUDA编程模型
        2.2.1 GPU架构简介
        2.2.2 CUDA编程模型简介
    2.3 本章小结
第3章 基于CPU的遥感图像拼接技术优化
    3.1 图像拼接技术整体流程
    3.2 图像预处理的分析与设计
    3.3 SIFT特征点搜索方法的优化
    3.4 基于SIFT算法图像配准技术设计
        3.4.1 基于SIFT算法的特征提取
        3.4.2 SIFT特征点的匹配
        3.4.3 确定图像变换模型
    3.5 基于加权平均融合算法的图像融合
    3.6 本章小结
第4章 基于GPU的遥感图像拼接技术并行优化
    4.1 CUDA编程环境下并行化设计策略
    4.2 基于GPU的SIFT算法的分析与设计
        4.2.1 CUDA编程环境下SIFT算法的并行化分析
        4.2.2 CUDA编程环境下SIFT算法的并行化设计
    4.3 基于CUDA的SIFT算法优化
    4.4 针对接缝明显和鬼影问题的图像融合技术研究
    4.5 本章小结
第5章 实验验证与结果分析
    5.1 实验环境配置
        5.1.1 实验所用软件硬件环境
        5.1.2 实验所用数据集
    5.2 实验验证与图像效果分析
        5.2.1 基于CPU端优化的图像拼接实验结果
        5.2.2 基于GPU并行化的图像拼接实验结果
    5.3 图像配准阶段实验数据对比分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]结合最佳缝合线和多分辨率融合的图像拼接[J]. 谷雨,周阳,任刚,冯秋晨,鲁国智.  中国图象图形学报. 2017(06)
[2]基于SURF的图像配准改进算法[J]. 潘建平,郝建明,赵继萍.  国土资源遥感. 2017(01)
[3]基于PCA-SIFT特征匹配的图像拼接算法[J]. 蒋波,翟旭平.  计算机应用. 2016(S2)
[4]结合Harris与SIFT算子的图像快速配准算法[J]. 许佳佳.  中国光学. 2015(04)
[5]基于FPGA的大视场图像实时拼接技术的研究与实现[J]. 杨磊,任龙,刘庆,王华,周祚峰,曹剑中.  红外与激光工程. 2015(06)
[6]基于量子力学和拉普拉斯金字塔的图像融合方法[J]. 席亮.  计算机与现代化. 2015(04)
[7]基于改进SURF的实时视频拼接方法[J]. 雷飞,王文学,王雪丽,任维.  计算机技术与发展. 2015(03)
[8]基于初始尺度变换的SIFT匹配算法[J]. 张静,桑红石.  红外与毫米波学报. 2014(02)
[9]一种改进的Harris角点图像拼接算法[J]. 仇国庆,冯汉青,蒋天跃,涂乐飞.  计算机科学. 2012(11)
[10]基于平均梯度和方向对比度的图像融合方法[J]. 赵青,何建华,温鹏.  计算机工程与应用. 2012(24)



本文编号：3661843