具有视差场景的图像拼接算法研究

• 作 者: 李阳
• 出 处: 燕山大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 视差图像 观感自然度 线特征 网格模型 位置关系约束

传统图像拼接算法已经难以满足日益复杂的图像场景的拼接需求,尤其是处理具有视差场景的图像拼接情况,拼接结果往往出现明显的模糊或拼接伪影,并伴随投影失真或结构扭曲等问题的产生。为解决上述问题,本文开展了具有视差场景的图像拼接算法的研究,主要包括以下三方面。首先,针对传统算法配准误差过大导致的拼接伪影问题,提出一种基于模板匹配与特征聚类的视差图像拼接算法。在特征提取中,设计一种基于模板匹配的重叠区域检测方法,通过定位重叠区域范围,提高特征匹配的精度,为图像配准奠定数据基础。在特征配准时,提出一种基于特征聚类的图像配准策略,生成多个局部单应性假设,增强处理视差的鲁棒性。最后通过实验验证了所提算法的有效性。其次,针对含有明显线性结构场景的视差图像拼接出现的线段扭曲问题,引入一种基于点、线双特征的视差图像拼接算法。首先进行双特征匹配;然后确定参考图像,提出一种参考图像选择策略,旨在避免不必要的失真;最后建立基于双特征的网格图像配准模型,通过特征线的精确配准实现结构保护的目的。实验除了定性观察对比,本文提出了一种评估线段结构扭曲的质量评价指标,定性与定量结合,证明了该算法对线段结构的保护作用,并且消除了视差影响。最后,针对拼接图像局部内容扭曲与投影失真问题,提出一种具有点、线位置关系约束的自然图像拼接算法。在双特征局部网格配准模型的基础上,对网格模型施加约束,重点提出了一种新的基于点、线位置关系的约束项,作为全局相似项起到减轻投影失真的作用。实验从图像对齐质量与自然度质量两个评价指标出发,通过与多种拼接算法对比,本文算法相比其他拼接算法考虑更全面,在确保配准精度的基础上,图像观感自然度得到提高,严重的投影失真情况得到改善,从而验证了本文算法的有效性。