运动状态下图像拼接技术的研究与应用
发布时间：2021-01-13 11:37
随着图像、视频流技术的发展及流量带宽的提高,图像及视频逐渐成为文字后信息交流的主要载体,是人们获取信息的重要手段。传统图像采集设备单一,获取全画幅图像的能力有限,与此同时,移动计算平台、嵌入式智能设备的计算能力也有飞跃的提升,逐渐接近计算机平台,数字图像处理等技术在移动计算平台、智能硬件平台上如何获取高质量的全景图像成为学者、企业的工程师们研究的热点之一。图像拼接技术就是通过合理的拼接方法,获取超分辨率、超视角的图像,在计算机视觉、图形学、遥感测绘等领域有着重要的应用价值。图像拼接包含图像获取、图像配准和图像融合三大关键技术,本文以实际工程项目为基础,对图像拼接技术的相关理论和算法进行了研究并实践。在图像获取阶段,建立图像拼接系统硬件平台,设计实现了三轴机械手持云台、运动相机图像采集单元。图像获取时,有别于传统使用部分图像重合无时间与空间关联的照片,本文以陀螺仪数据作为重要参考,根据陀螺仪数据在确保在一定的重叠信息下,对视频序列进行提取,并对其进行透视变换和直方图均衡化的预处理,从而获得待拼接图像序列。在图像配准阶段,采用加速鲁棒特征算法进行特征提取,并在原有算法的基础上提出改进方案。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本文研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.1.1 图像获取研究现状
1.1.2 图像配准研究现状
1.1.3 图像融合研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 图像拼接系统设计
2.1 图像拼接硬件平台设计
2.1.1 系统框架设计
2.1.2 硬件平台设计
2.2 图像拼接软件系统设计
2.2.1 嵌入式平台软件设计
2.2.2 图像拼接算法设计
2.3 本章小结
第3章 图像的获取与预处理
3.1 陀螺仪数据采集处理
3.1.1 陀螺仪数据获取
3.1.2 卡尔曼滤波处理
3.1.3 滤波器的实验分析
3.2 基于陀螺仪的实时图像获取
3.2.1 视频模式PIPELINE分析
3.2.2 图像关键帧数据获取
3.3 图像预处理
3.3.1 单一图像序列的透视变换
3.3.2 直方图均衡化及匹配
3.4 实验结果及分析
3.5 本章小结
第4章 基于特征的图像配准
4.1 基于陀螺仪的特征匹配范围
4.1.1 匹配模型
4.1.2 匹配搜索范围
4.2 基于SURF的特征提取
4.2.1 Hessian矩阵的构建
4.2.2 构建尺度空间
4.2.3 特征点定位
4.2.4 特征点主方向的选取
4.2.5 特征点描述符
4.3 基于FLANN的特征匹配
4.3.1 相似性度量准则
4.3.2 搜索策略的匹配
4.4 基于RANSAC的特征点提纯
4.4.1 RANSAC原理
4.4.2 RANSAC算法步骤
4.5 实验结果及分析
4.6 本章小结
第5章 图像的拼接与融合
5.1 图像的拼接
5.1.1 图像拼接的方式
5.1.2 基于单应变换模型的拼接
5.2 图像的融合
5.2.1 直接平均融合
5.2.2 加权平均融合
5.2.3 多分辨率融合
5.3 实验结果及分析
5.3.1 图像拼接实验
5.3.2 拼接结果评价
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CamShift的视频跟踪算法改进及实现[J]. 樊伊君,梁朝钢. 电子设计工程. 2018(10)
[2]基于MEMS陀螺仪的光学图像拼接[J]. 伍文双,冯华君,徐之海,李奇,陈跃庭. 光子学报. 2018(03)
[3]数字图像融合研究综述[J]. 李桃,侯红英,王德贤. 数码世界. 2017(08)
[4]基于图像匹配和SURF的变压器姿态测量[J]. 燕必希,刘振涛,董明利,孙鹏,王君. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]基于透视不变二值特征描述子的图像匹配算法[J]. 耿利川,苏松志,李绍滋. 通信学报. 2015(04)
[6]基于非下采样剪切波变换域方向信息测度的多聚焦图像融合方法[J]. 邢雅琼,王晓丹,梁兵杰,秦卓. 系统工程与电子技术. 2015(01)
[7]基于图结构的全景图自动识别与拼接方法[J]. 赵毅力,武仲科,张雁,夏炎. 计算机工程与设计. 2013(06)
[8]局部特征在航拍图像拼接中的应用[J]. 曹健,李侃,高春晓,刘琼昕. 电子科技大学学报. 2013(01)
[9]SURF算法和RANSAC算法相结合的遥感图像匹配方法[J]. 陈艺虾,孙权森,徐焕宇,耿蕾蕾. 计算机科学与探索. 2012(09)
[10]基于MEMS陀螺仪和加速度计的动态倾角传感器[J]. 张杰. 机械设计与制造. 2012(09)
博士论文
[1]全景图像拼接关键技术研究[D]. 宫妍.哈尔滨工程大学 2016
硕士论文
[1]基于特征的全景图像拼接技术研究[D]. 余让明.西南交通大学 2015
[2]基于特征点的图像拼接技术研究[D]. 姜小会.山东建筑大学 2015
[3]自平衡两轮电动车控制系统设计[D]. 袁洪跃.重庆大学 2012
[4]基于CUDA并行计算的无人机遥感图像快速拼接[D]. 黄成满.电子科技大学 2011
本文编号：2974805
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本文研究的背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.1.1 图像获取研究现状
1.1.2 图像配准研究现状
1.1.3 图像融合研究现状
1.3 本文主要研究内容
第2章 图像拼接系统设计
2.1 图像拼接硬件平台设计
2.1.1 系统框架设计
2.1.2 硬件平台设计
2.2 图像拼接软件系统设计
2.2.1 嵌入式平台软件设计
2.2.2 图像拼接算法设计
2.3 本章小结
第3章 图像的获取与预处理
3.1 陀螺仪数据采集处理
3.1.1 陀螺仪数据获取
3.1.2 卡尔曼滤波处理
3.1.3 滤波器的实验分析
3.2 基于陀螺仪的实时图像获取
3.2.1 视频模式PIPELINE分析
3.2.2 图像关键帧数据获取
3.3 图像预处理
3.3.1 单一图像序列的透视变换
3.3.2 直方图均衡化及匹配
3.4 实验结果及分析
3.5 本章小结
第4章 基于特征的图像配准
4.1 基于陀螺仪的特征匹配范围
4.1.1 匹配模型
4.1.2 匹配搜索范围
4.2 基于SURF的特征提取
4.2.1 Hessian矩阵的构建
4.2.2 构建尺度空间
4.2.3 特征点定位
4.2.4 特征点主方向的选取
4.2.5 特征点描述符
4.3 基于FLANN的特征匹配
4.3.1 相似性度量准则
4.3.2 搜索策略的匹配
4.4 基于RANSAC的特征点提纯
4.4.1 RANSAC原理
4.4.2 RANSAC算法步骤
4.5 实验结果及分析
4.6 本章小结
第5章 图像的拼接与融合
5.1 图像的拼接
5.1.1 图像拼接的方式
5.1.2 基于单应变换模型的拼接
5.2 图像的融合
5.2.1 直接平均融合
5.2.2 加权平均融合
5.2.3 多分辨率融合
5.3 实验结果及分析
5.3.1 图像拼接实验
5.3.2 拼接结果评价
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CamShift的视频跟踪算法改进及实现[J]. 樊伊君,梁朝钢. 电子设计工程. 2018(10)
[2]基于MEMS陀螺仪的光学图像拼接[J]. 伍文双,冯华君,徐之海,李奇,陈跃庭. 光子学报. 2018(03)
[3]数字图像融合研究综述[J]. 李桃,侯红英,王德贤. 数码世界. 2017(08)
[4]基于图像匹配和SURF的变压器姿态测量[J]. 燕必希,刘振涛,董明利,孙鹏,王君. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]基于透视不变二值特征描述子的图像匹配算法[J]. 耿利川,苏松志,李绍滋. 通信学报. 2015(04)
[6]基于非下采样剪切波变换域方向信息测度的多聚焦图像融合方法[J]. 邢雅琼,王晓丹,梁兵杰,秦卓. 系统工程与电子技术. 2015(01)
[7]基于图结构的全景图自动识别与拼接方法[J]. 赵毅力,武仲科,张雁,夏炎. 计算机工程与设计. 2013(06)
[8]局部特征在航拍图像拼接中的应用[J]. 曹健,李侃,高春晓,刘琼昕. 电子科技大学学报. 2013(01)
[9]SURF算法和RANSAC算法相结合的遥感图像匹配方法[J]. 陈艺虾,孙权森,徐焕宇,耿蕾蕾. 计算机科学与探索. 2012(09)
[10]基于MEMS陀螺仪和加速度计的动态倾角传感器[J]. 张杰. 机械设计与制造. 2012(09)
博士论文
[1]全景图像拼接关键技术研究[D]. 宫妍.哈尔滨工程大学 2016
硕士论文
[1]基于特征的全景图像拼接技术研究[D]. 余让明.西南交通大学 2015
[2]基于特征点的图像拼接技术研究[D]. 姜小会.山东建筑大学 2015
[3]自平衡两轮电动车控制系统设计[D]. 袁洪跃.重庆大学 2012
[4]基于CUDA并行计算的无人机遥感图像快速拼接[D]. 黄成满.电子科技大学 2011
本文编号：2974805
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