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  • 【论文】 基于多摄像机的360度全景图像拼接技术研究

    作者:应礼剑 关键词:多摄像机系统 ; 广角镜头 ; 畸变校正 ; 图像配准 ; 图像融合 机构:华南理工大学 ; 华南理工大学 年份:2015
    摘要:在视频监控领域中,增加监控摄像机的视角范围成为一项关键的,急需攻克的技术。本文正是在这种背景下,采用多摄像机硬件平台,重点研究360度全景图像拼接技术的实现。本文是基于前人研究基础上,对现有算法实现过程进行了改进,来同时满足高质量图像拼接和视频的实时性要求。针对全景视频拼接算法要求的实时性和鲁棒性,本文在下述的几个方面进行了重要的研究和改进:1、本文是进行360度全景拼接,所以对硬件平台需要重新设计,在原有的四个摄像机的基础上,增加了一个摄像机,增加图像重合区的大小,同时这也会增加整个系统计算时间,需要对原有的算法进行优化。2、本文在原有的亮度调整的基础上,加了暗角校正模块,对调整整个图像画面的平均亮度有比较好的调整,使得边缘的亮度值和中间亮度值差异减少,让整个图像最后拼接的效果更加好。3、之前图像畸变校正过程是采用手工调整畸变中心和畸变系数,再生成映射表,但是这种调整方法速度太慢、效果也很差,所以本文对畸变校正部分进行改进,增加自动求取畸变中心和畸变系数的模块。4、分析特征匹配和像素匹配的优缺点,最后采用Harris进行特征点的初匹配,把搜索范围减小,再利用相关性进行精匹配,最终达到比较理想的匹配效果。5、为了克服过渡带亮度不同和轻微视差问题,采用多频段融合和最佳接缝融合相互结合的算法,在原有的融合计算量上,提高了融合的质量。在搭建的实验平台上进行实际测试,发现本文的算法可以实现实时、准确的全景视频拼接效果。
  • 【论文】 基于改进的图像配准方法的全景图像拼接研究

    作者:李致远 关键词:全景图像 ; 图像拼接 ; 图像配准 ; 误匹配剔除 机构:吉林大学 ; 吉林大学 年份:2015
    摘要:近年来,全景图像被广泛地应用于虚拟现实、计算机仿真及计算机视觉等诸多领域当中,并在此基础上迅速涌现出一系列基于全景图像的应用,诸如街景地图、浸入式多媒体展示及全景视频监控等应用。因为直接获取全景图像的摄影设备价格昂贵且普及率较低,所以常使用普通相机获取多幅原始图像,再利用全景图像拼接技术将它们配准并融合成全景图像全景图像拼接技术通过对同一场景中不同区位分散图像之间的重叠部分进行检测、识别及相关处理,最终将它们拼接整合成为一幅可以描述整个场景的图像。进一步提升全景图像拼接的质量与效率已成为图像处理领域的研究热点。 本文详细介绍了全景图像拼接系统的流程,包括图像获取、图像预处理、图像配准、图像变换及图像融合等环节。图像配准是其中的核心环节,图像配准的效率影响着图像拼接的速度,且不精确的图像配准可能会导致拼接结果中存在拼接错位现象。基于特征点的图像配准算法具有较强的鲁棒性,能较好地应对图像间尺度变换、缩放变换及光照差异带来的影响,所以它是较为常用的图像配准算法,其流程一般包括特征点的检测、描述、匹配及拟合等环节,特征点的检测与描述是图像配准的核心环节。 实际应用中,可以在多种不同类型的应用场景下获取原始图像并对其进行图像拼接。在对不同类型的原始图像进行图像配准时,现有的图像配准技术一般仅选用单一的特征点检测与描述算法,且误匹配剔除环节的效率有待提升。针对该问题,本文首先总结并分析多种应用场景的实际情况,并在此基础上提出了基于特征点分级配准模型的图像拼接算法。在分级配准模型的流程中,首先进行第一级图像配准,该级配准使用速度较快的二值型特征点检测与描述算法,并进行容错阈值严格限定的特征点拟合,解决了大部分应用场景下的图像配准问题;若拟合失败,则进行第二级图像配准,该级配准使用鲁棒性较强的基于多尺度空间实现的特征点检测与描述算法,并利用本文所提出的改进算法进行误匹配剔除,可以解决部分特殊应用场景下的图像配准问题,如含有大量相似结构的应用场景。由于缺少测试全景图像拼接算法的公用实验图像库,本文自建涵盖多种应用场景的实验图像库,并将本文算法与多种图像配准算法进行实验对比。实验结果表明,本文算法提升了图像配准的质量,并保证了较高的图像配准效率。 当图像含有较多相似结构时,易出现特征点误匹配现象,且误匹配率过高会导致特征点拟合成功率、准确率及速度下降,最终影响到图像拼接的成功率、质量与效率。现有误匹配剔除算法的计算速度与剔除效果均有待提升。针对该问题,本文提出基于彩色信息与二值型全局特征向量的误匹配剔除改进算法。该算法首先使用基于HSI彩色空间模型实现的SURF扩展描述符进行特征点描述,从而可以剔除特征点较小邻域范围内彩色信息不同的误匹配;在特征点初步匹配后,利用二值型全局特征向量进行误匹配剔除,进而可以剔除全局相对位置差异度较大的误匹配,该算法利用二进制串实现了二值型全局特征向量的快速计算,且引入了积分图像,从而提升了算法的计算速度。将本文算法与多种误匹配剔除算法进行实验对比,实验结果表明,本文提出的算法能将特征点的正确匹配率进一步提升5%左右,且计算速度约为现有算法的1.7倍以上。
  • 【期刊】 全景图像镶嵌中运动目标的重影处理方法

    刊名:陕西师范大学学报:自然科学版 作者:叶偲 李良福 焦婷 关键词:运动目标提取 特征点聚类 图像镶嵌 重影去除 机构:陕西师范大学计算机科学学院 ; 陕西师范大学计算机科学学院 年份:2014
    摘要:为解决传统的图像镶嵌方法在出现局部运动目标的情况下产生的重影现象,提出一种改进的针对运动目标重影去除的方法.对于N帧图像,算法首先通过SIFT特征点聚类和运动特征点剔除方法过滤这些图像特征点,在消除参数累积误差之后,通过三帧差法分离出背景并使用无缝融合方法完成前N-1帧图像的背景融合;然后把最后一帧与前N-1帧的已镶嵌图像进行匹配和融合,得到最后的全景镶嵌图像.实验结果表明:该算法能有效解决全景图像镶嵌中运动目标的重影问题,并保留当前最后一帧图像的运动信息.
  • 【期刊】 基于前视钻孔摄像提取全景图像的方法

    刊名:郑州大学学报(理学版) 作者:曹茂永 ; 高炜 ; 邓兆鹏 ; 赵猛 关键词:前视钻孔窥视仪 ; 全景图 ; 环形图像展开 ; 图像拼接 机构:山东科技大学 ; 山东科技大学 ; 电气与自动化工程学院 ; 山东科技大学 ; 电子通信与物理学院 年份:2017
    摘要:依据前视钻孔窥视仪在地质勘探中的相关数据,提出一种将前视图像进行数字图像处理得到对应全景图像的方法,将钻孔孔壁全景范围内的三维柱面空间投影到二维平面.首先根据图像特征确定图像的圆心并划定半径,然后利用极坐标转换结合插值算法,得到矩形平面展开图,再利用图像灰度特征相似度准则和滤波技术进行图像匹配拼接,得到满足定量分析要求的全景图.
  • 【期刊】 基于蝇复眼的交通事故现场全景图像阵列仿生设计

    刊名:吉林大学学报:工学版 作者:谭立东[1] ; 刘丹[2] ; 李文军[1] 关键词:交通运输安全工程 交通事故现场 复眼阵列 大视场 全景图像 机构:吉林大学交通学院 ; 吉林大学交通学院 年份:2017
    摘要:为了快速、有效地采集并处理交通事故现场全景图像,以满足事故现场快速勘查的要求,本文结合昆虫复眼和蟹眼的视觉机理和结构,首先设计了基于蝇复眼的交通事故现场全景图像采集仿生阵列,该阵列将多个图像传感器列阵排列,每个传感器使用各自独立的成像通道完成图像的获取,从而“镶嵌”成全景图像。然后,分析了复眼仿生阵列的设计原理,通过构建阵列的结构数学模型搭建了试验平台。最后,通过试验验证了本文设计阵列的有效性。试验结果表明,该交通事故现场复眼仿生阵列可以实现大视场成像。
  • 【期刊】 基于前视钻孔摄像提取全景图像的方法

    刊名:郑州大学学报:理学版 作者:曹茂永[1] 高炜[2] 邓兆鹏[1] 赵猛[1] 关键词:前视钻孔窥视仪 全景图 环形图像展开 图像拼接 年份:2017
    摘要:依据前视钻孔窥视仪在地质勘探中的相关数据,提出一种将前视图像进行数字图像处理得到对应全景图像的方法,将钻孔孔壁全景范围内的三维柱面空间投影到二维平面.首先根据图像特征确定图像的圆心并划定半径,然后利用极坐标转换结合插值算法,得到矩形平面展开图,再利用图像灰度特征相似度准则和滤波技术进行图像匹配拼接,得到满足定量分析要求的全景图.
  • 【期刊】 全景图像镶嵌中运动目标的重影处理方法

    刊名:陕西师范大学学报:自然科学版 作者:叶偲 李良福 焦婷 关键词:运动目标提取 特征点聚类 图像镶嵌 重影去除 机构:陕西师范大学计算机科学学院 ; 陕西师范大学计算机科学学院 年份:2014
    摘要:为解决传统的图像镶嵌方法在出现局部运动目标的情况下产生的重影现象,提出一种改进的针对运动目标重影去除的方法.对于N帧图像,算法首先通过SIFT特征点聚类和运动特征点剔除方法过滤这些图像特征点,在消除参数累积误差之后,通过三帧差法分离出背景并使用无缝融合方法完成前N-1帧图像的背景融合;然后把最后一帧与前N-1帧的已镶嵌图像进行匹配和融合,得到最后的全景镶嵌图像.实验结果表明:该算法能有效解决全景图像镶嵌中运动目标的重影问题,并保留当前最后一帧图像的运动信息.
  • 【论文】 基于YHFT-DSP和变焦云台摄像机的全景图像拼接系统

    作者:熊乔 关键词:YHFT-DSP ; 变焦云台摄像机 ; 全景图像拼接 ; MORAVEC算法 机构:国防科学技术大学 ; 国防科学技术大学 年份:2016
    摘要:图像在精确打击、敌情侦察、战场态势监控、战情评估等诸多军事应用领域都有重要应用。在军事应用领域,光学侦察器材和夜视器材已经广泛应用,但是目前侦察设备如光学成像设备、微光夜视技术的设备或红外热成像设备,都会因摄像器材拍摄视角宽度的限制而无法获取高分辨率的全景信息。解决这个问题,可以通过全景图像拼接方式,采用一台可变焦云台摄像机以低成本的方式拍摄多幅图像,合成一幅高分辨率全景图像,以便获取到全面的战场图像信息。本文旨在利用YHFT-DSP平台和可变焦云台摄像机设计一种灵活、高效的全景生成系统,重点解决了YHFT-DSP对云台的精确控制和图像拼接在DSP平台实现两个问题。本文研究的内容和创新点主要有:1.编写了云台运动控制程序,实现了YHFT-DSP对云台摄像机开关机、云台调焦、云台旋转与俯仰等运动的精准控制。2.引入了改进的图像特征提取MORAVEC算法。根据DSP进行乘法运算所需的时钟周期数明显大于绝对值运算,将MORAVEC算法在一定窗口求取四个方向的梯度平方和改为求绝对值之和。同时为了避免一定区域范围(本文设置为5×5区域)出现多个特征点,选择该区域内特征最明显的点作为特征点。通过测试,本文改进后的算法在YHFT-DSP运行的性能有约1.18倍左右的提升,而提取到的特征点数目无明显改变。3.特征点初次匹配时,先预测匹配区域,再利用相关系数法进行双向特征匹配,这样可以将搜索匹配点的范围缩小为原来的W_1×H_1/W×H(其中W和H分别是图像的宽和高,W_1和H_1分别是设定的搜索范围的宽和高),大大减少了搜索的时间和运算量。计算关于变换模型参数的方程组时,采用系数矩阵做Doolittle分解的方法,有效避免了DSP在运算过程中出现数据溢出。4.计算目标图像到待配准图像的变换矩阵,然后采用双线性插值法向后插值的方式,将待拼接图像配准到目标图像,并同时用渐入渐出的方法进行图像融合。5.基于YHFT-DSP图像处理板,实现一个完整的全景拼接系统,经过测试,系统能正确而可靠的实现云台的精确控制、图像数据采集和存储、系统能精准实现全景图像拼接。系统的综合性能达到了预定的设计要求。
  • 【论文】 多摄像头全景图像拼接的实时视频处理技术研究

    作者:张献 关键词:多摄像头 ; 全景图像拼接 ; 图像配准 ; 图像融合 ; SIFT算法 机构:华侨大学 ; 华侨大学 年份:2018
    摘要:当今社会时代背景下,伴随着科学技术的发展随之而来的是人们对电子产品的需求也变得越来越高。在现实生活中,许多电子产品已经达到甚至超过了人们的需求。例如,近年来摄像头行业得到了迅速的发展。这其中视频监控已广泛应用于日常生活、交通监控甚至军事领域。然而,现有的摄像机仍不能满足人们全景拍摄的需要,摄像机的窄视角给视频监控的发展带来了不小的障碍。但是由于受拍摄范围所限,单一的图像采集设备很大可能性是无法达到人们想得到较为清晰和分辨率较高图像的需求的,因此,为了得到较为清晰和高分辨率的图像可以通过使用多个图像采集设备采集图像并完成拼接来得到一幅全景图像。为了解决原来传统监控系统的一系列多视角监控图像显示较为凌乱等问题,可以使用多摄像头实时拼接技术来实现实时全景监控系统,其可以应用在安防监控领域等。多摄像头全景图像拼接的实时视频处理技术和多摄像头全景图像实时拼接系统架构是本文的主要研究和介绍的内容。有关于多摄像头全景图像拼接的实时视频处理技术的相关的基础理论知识和研究背景及现状是文章一开始先简单介绍的内容。之后是对多摄像头全景图像实时拼接系统的搭建和对整体方案和架构的功能简单分析和功能描述。再之后,主要重点详细介绍了图像配准和图像融合这两个多摄像头全景图像拼接技术中的关键环节。介绍和分析常用的图像配准和图像融合方法,与此同时借助实验来对个方法的融合效果和速度进行对比分析后采用比较适当的方法完成全景图像拼接。介绍并分析了SIFT特征匹配算法原理和实现,并运用稳健的RANSAC算法和LMedS算法特征匹配来完成图像的图像配准部分,图像融合部分则采用非线性参数加权方法确保图像融合质量的同时对其速度进行对比分析,再对图像的颜色进行对应的修正,保证全景图的效果和速度。文章的最后,通过对本文的多摄像头全景实时图像拼接系统的设计方案进行测试、分析和验证,证明本文设计的方案的可行和拼接全景图像的效果较好,能够对之后有关于多摄像头全景图像实时拼接系统这一技术相关的研究和应用开发提供部分经验以及参考价值。
  • 【期刊】 钻孔全景图像解译在岩体空间分析中的运用

    刊名:大科技 作者:杨洪 关键词:钻孔全景图像 ; 结构面产状 ; Jv RQD 机构:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 ; 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 年份:2013
    摘要:本文通过对钻孔全景图像结构面特征点分析,得出钻孔方向每条结构面产状、裂隙隙宽及充填厚度计算方法,在此基础上对岩体Jv、RQD等指标进行统计,从而为坝基岩体质量空间分类提供依据。
  • 【论文】 多摄像头全景图像拼接的实时视频处理技术研究

    作者:林瀚 关键词:多摄像头 ; 全景图像拼接 ; 图像配准 ; 图像融合 ; SIFT算法 机构:华侨大学 ; 华侨大学 年份:2017
    摘要:现如今,随着数码技术和信息技术的飞速发展,人们对图像采集设备倍受关注,同时也对图像的分辨率和场景图像不断有更高的要求。单凭一个摄像机可能无法满足消费者的需求,毕竟单个摄像机所能够拍摄的范围有限,若想获得高分辨率的场景图像,单个摄像机只能通过调节焦距的方式来实现,但问题出现了,这样会导致图片分辨率降低,图片变模糊,给人造成不良的视觉效果。因此,可以通过多个摄像头来采集图像,并完成全景图像的拼接。实时全景监控系统则是多摄像头实时拼接技术主要应用之一,它很好解决了传统监控系统存在多视角场景监控,相对凌乱的问题,在安防监控市场领域(通信、商店超市、道路码头等)有不错的表现。本文主要对多摄像头全景图像拼接的实时视频处理技术进行研究,并介绍多摄像头全景图像实时拼接系统架构。首先,简要介绍多摄像头全景图像拼接的实时视频处理技术研究背景和研究现状,以及与多摄像头全景图像拼接相关的基础理论知识。然后,提出多摄像头全景图像实时拼接系统整体方案和架构,对其中各个部分的功能进行简要描述。接着,针对多摄像头全景图像拼接中两个关键环节-图像配准和图像融合,进行详细的介绍。列举出图像配准和图像融合常用的方法,通过实验对比选择合适的方法来完成全景图像拼接。图像配准部分通过分析SIFT特征配准算法原理及实现,图像融合部分则采用多分辨率融合方法,确保图像融合质量。同时,考虑到多个摄像头附近的光照强度不同,分析颜色不同带来的影响,提出图像颜色校正方法,完成多摄像头全景图像颜色校正,保证全景图的效果。最后,通过对多摄像头全景实时图像拼接系统进行测试验证,测试结果表明本文设计的方案能较好地实现全景图像的拼接,对今后多摄像头全景图像实时拼接系统的开发和研究提供了一定的参考价值。
  • 【论文】 基于变焦立体视觉的三维全景图像生成方法研究

    作者:刘玉影 关键词:SIFT ; 区域生长 ; 稠密视差图 ; 摄像机标定 ; ICP 机构:沈阳理工大学 ; 沈阳理工大学 年份:2018
    摘要:随着互联网技术与虚拟现实的快速发展,全景图技术在旅游景点360°全景展示、地图道路导航和数据可视化等方面得到了广泛应用。目前生成三维全景图像的技术主要基于三维扫描设备和双目立体视觉系统,因此,本文提出一种基于单目变焦立体视觉的三维全景图像生成方法。本文以图像处理技术在三维全景图像中的应用为背景,针对获取三维点云数据必须借助价格昂贵的三维扫描仪的现状,提出了双焦单目图像的稠密匹配方法和基于变焦立体视觉点云拼接算法。主要设计了摄像机标定,图像匹配以及点云拼接三个部分。具体内容如下:1、对变焦单目相机的标定。根据变焦单目相机镜头的特点,为了保证标定参数的稳定性,本文采用离线标定方式,标定出不同焦距下单目相机的内外参数,获得较稳定的焦距和畸变参数。为后续的三维重建获取物体的世界坐标做准备。2、双焦单目图像的稠密匹配。首先基于SIFT算法对变焦图像进行特征点提取与匹配,然后利用双焦单目图像理想匹配点的SIFT属性以及基于极线距离的约束条件对匹配点提纯完成稀疏匹配;其次,在稀疏匹配基础上结合区域生长算法提出一种基于单目变焦图像的稠密匹配算法,并与基于SAD算法稠密匹配结果进行比较。最后结合摄像机标定的结果计算出点云坐标。3、点云拼接。利用不同角度下拍摄的双焦图像经过以上处理获取点云数据后,本文对点云数据精简、匹配和拼接算法进行研究,在基于ICP算法原理上提出了一种基于单目立体视觉获取点云数据的拼接方法,生成具有较宽视角的全景图像,并与基于双目视觉获取点云数据的拼接方法进行比较研究。
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