机载广域扫描大视场红外图像拼接技术研究
发布时间：2021-07-05 22:25
机载广域扫描大视场红外图像拼接是对机载红外成像器获取的高空间分辨率的图像序列进行拼接,从而获得大视场、高空间分辨率的航拍红外图像,其在军事侦查、灾害救援等领域中具有非常高的应用价值。与一般的图像拼接不同,本文描述的拼接是一种带伺服信息的有序图像拼接。图像拼接包含图像配准、捆绑调整和图像融合三大步骤。传统的捆绑调整方法采用LM算法对全部图像的相机参数进行联合求解,然而,大视场图像拼接处理的图像数量巨大,导致LM算法的迭代求解时间过长,甚至出现迭代过程不收敛的情况。大视场图像拼接采用增量式拼接模式,该模式下无法对全部图像进行捆绑调整。针对以上问题,本文改进了捆绑调整方法,以此为基础设计并实现了机载广域扫描大视场红外图像拼接软件。针对扫描大视场图像拼接中图像数量较多,导致捆绑调整运行时间长、算法不收敛的问题,本文提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）的捆绑调整方法,该方法利用ADMM算法代替LM算法对全部图像的相机参数进行联合求解,使所有匹配特征点对的残差的平方和最小。相比于传统的捆绑调整方法,该方法在大规模的图像拼接中收敛性更好,收敛速度更快。机载广域扫描拼接软件需要采用增量式的拼接模式...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要工作以及章节安排
2 机载广域扫描大视场图像拼接需求分析
2.1 图像拼接技术
2.2 机载广域扫描红外图像获取
2.3 机载广域扫描大视场图像拼接特点分析
2.4 本章小结
3 基于特征点的图像配准算法
3.1 图像预处理
3.2 特征点检测
3.3 特征点匹配
3.4 特征匹配提纯
3.5 特征点检测算法对比实验
3.6 图像预处理对特征点匹配的影响
3.7 本章小结
4 图像配准中的捆绑调整方法
4.1 相机参数与图像投影
4.2 基于LM算法的捆绑调整
4.3 基于ADMM算法的捆绑调整方法
4.4 捆绑调整实验
4.5 增量式相机参数优化
4.6 本章小结
5 基于最优拼接线的多分辨率图像融合算法
5.1 加权平均融合
5.2 多分辨率融合
5.3 基于图割的最优拼缝融合
5.4 基于最优拼接线的多分辨率融合
5.5 图像融合算法对比实验
5.6 本章小结
6 机载广域扫描大视场红外图像拼接软件
6.1 软件总体设计
6.2 图像拼接流程与多线程实现
6.3 实验结果与分析
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 本文内容总结
7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士期间参与发表的论文与专利
附录2 攻读硕士期间参与的科研课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进SIFT算法的视频图像序列自动拼接[J]. 卢斌,宋夫华. 测绘科学. 2013(01)
[2]基于滑动窗口与多帧补偿的自适应盲元检测与补偿算法[J]. 顾国华. 红外技术. 2010(07)
[3]基于蚁群算法的正射影像镶嵌线自动选择[J]. 张剑清,孙明伟,张祖勋. 武汉大学学报(信息科学版). 2009(06)
[4]基于对数极坐标映射的图像拼接方法[J]. 李忠新,茅耀斌,王执铨. 中国图象图形学报. 2005(01)
[5]基于霍夫变换和相位相关的图像配准方法[J]. 李中科,吴乐南. 信号处理. 2004(02)
[6]一种全自动稳健的图像拼接融合算法[J]. 赵向阳,杜利民. 中国图象图形学报. 2004(04)
[7]图像拼接的改进算法[J]. 方贤勇,潘志庚,徐丹. 计算机辅助设计与图形学学报. 2003(11)
博士论文
[1]机载图像拼接关键技术研究[D]. 董强.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
硕士论文
[1]航空遥感图像配准与拼接算法研究[D]. 刘超然.哈尔滨工业大学 2018
[2]画幅式红外图像拼接技术研究[D]. 樊佩琦.中国兵器科学研究院(昆明物理研究所) 2018
[3]海空背景大幅面全景图像拼接技术研究[D]. 黄建平.电子科技大学 2018
[4]无人机遥感农田全景图像拼接技术研究[D]. 王茜.西北农林科技大学 2017
[5]基于ORB特征的无人机遥感图像拼接技术研究[D]. 刘婷婷.天津理工大学 2017
[6]基于SURF的图像拼接算法研究[D]. 曹君宇.云南大学 2016
[7]大区域无人机航拍图像拼接算法研究[D]. 周行.国防科学技术大学 2015
[8]基于遥感信息的战场态势可视化技术研究[D]. 许敏.解放军信息工程大学 2004
本文编号：3266939
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文的主要工作以及章节安排
2 机载广域扫描大视场图像拼接需求分析
2.1 图像拼接技术
2.2 机载广域扫描红外图像获取
2.3 机载广域扫描大视场图像拼接特点分析
2.4 本章小结
3 基于特征点的图像配准算法
3.1 图像预处理
3.2 特征点检测
3.3 特征点匹配
3.4 特征匹配提纯
3.5 特征点检测算法对比实验
3.6 图像预处理对特征点匹配的影响
3.7 本章小结
4 图像配准中的捆绑调整方法
4.1 相机参数与图像投影
4.2 基于LM算法的捆绑调整
4.3 基于ADMM算法的捆绑调整方法
4.4 捆绑调整实验
4.5 增量式相机参数优化
4.6 本章小结
5 基于最优拼接线的多分辨率图像融合算法
5.1 加权平均融合
5.2 多分辨率融合
5.3 基于图割的最优拼缝融合
5.4 基于最优拼接线的多分辨率融合
5.5 图像融合算法对比实验
5.6 本章小结
6 机载广域扫描大视场红外图像拼接软件
6.1 软件总体设计
6.2 图像拼接流程与多线程实现
6.3 实验结果与分析
6.4 本章小结
7 总结与展望
7.1 本文内容总结
7.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士期间参与发表的论文与专利
附录2 攻读硕士期间参与的科研课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进SIFT算法的视频图像序列自动拼接[J]. 卢斌,宋夫华. 测绘科学. 2013(01)
[2]基于滑动窗口与多帧补偿的自适应盲元检测与补偿算法[J]. 顾国华. 红外技术. 2010(07)
[3]基于蚁群算法的正射影像镶嵌线自动选择[J]. 张剑清,孙明伟,张祖勋. 武汉大学学报(信息科学版). 2009(06)
[4]基于对数极坐标映射的图像拼接方法[J]. 李忠新,茅耀斌,王执铨. 中国图象图形学报. 2005(01)
[5]基于霍夫变换和相位相关的图像配准方法[J]. 李中科,吴乐南. 信号处理. 2004(02)
[6]一种全自动稳健的图像拼接融合算法[J]. 赵向阳,杜利民. 中国图象图形学报. 2004(04)
[7]图像拼接的改进算法[J]. 方贤勇,潘志庚,徐丹. 计算机辅助设计与图形学学报. 2003(11)
博士论文
[1]机载图像拼接关键技术研究[D]. 董强.中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所) 2018
硕士论文
[1]航空遥感图像配准与拼接算法研究[D]. 刘超然.哈尔滨工业大学 2018
[2]画幅式红外图像拼接技术研究[D]. 樊佩琦.中国兵器科学研究院(昆明物理研究所) 2018
[3]海空背景大幅面全景图像拼接技术研究[D]. 黄建平.电子科技大学 2018
[4]无人机遥感农田全景图像拼接技术研究[D]. 王茜.西北农林科技大学 2017
[5]基于ORB特征的无人机遥感图像拼接技术研究[D]. 刘婷婷.天津理工大学 2017
[6]基于SURF的图像拼接算法研究[D]. 曹君宇.云南大学 2016
[7]大区域无人机航拍图像拼接算法研究[D]. 周行.国防科学技术大学 2015
[8]基于遥感信息的战场态势可视化技术研究[D]. 许敏.解放军信息工程大学 2004
本文编号：3266939
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3266939.html
