基于半投影翘曲的无人机图像拼接方法

为了解决无人机图像在拼接过程中出现的错位、重影等造成图像失真的问题,提出一种基于半投影翘曲的无人机图像拼接方法。首先估计图像的全局投影变换矩阵;然后根据待拼接图像的重叠情况,以及投影变换和相似性变换的连续性,求解出过渡变换矩阵和相似性变换矩阵,得到最终的半投影变换矩阵;最后构建图像重叠区域的差异矩阵,以此为基础获取重叠区域的差异性区域。使用分区融合策略,在差异性区域进行单采样,其他区域进行距离加权融合。实验结果表明,该方法可以很好地拼接由于视角变化、地势起伏等造成视差的无人机图像,得到的拼接结果自然清晰,效果优于其他先进算法。该方法有效地解决了无人机图像拼接错位、重影的问题,在多项定量指标上表现良好。     

无缝栅格数据小波金字塔构建

栅格数据金字塔是空间信息系统中的一类基本组织结构,基于小波的金字塔构建方法需要考虑数据分块导致的边界问题,现有算法或者未考虑边界问题,或者在消除边界缝隙问题时需增加大量的计算。针对分块数据小波变换的边界问题,提出分块数据的小波系数拼接算法,该算法对相邻子块边界系数进行叠加,使拼接后的小波系数等效于直接对大数据进行小波变换。在此基础上,提出无缝栅格数据小波金字塔构建方法:首先对大块数据进行分块多级小波变换,然后利用小波系数拼接算法完成对各块系数的无缝拼接。该金字塔结构消除了边界系数,实现了各子带小波系数的无缝组织。实验结果表明,拼接算法可大幅减少高层金字塔的数据量,且易于实现。     

基于特征点匹配的视频图像实时拼接系统

提出了一种基于尺度不变特征变换算法的视频图像实时拼接方法。首先,用等焦距柱面变换对待拼接的图像进行处理,使相邻摄像机所拍摄的图像帧投影在同一柱面上;然后,优化k-d树的最近邻算法提高了特征点匹配的速度;最后,随机采样一致性算法剔除了错误的匹配点,提高了匹配的准确性,并得到投影变换矩阵进行多摄像机图像帧拼接。实验结果表明,与传统的图像拼接算法相比,该方法极大地提高了视频图像拼接的鲁棒性,实现了视频图像的实时拼接。     

机载SAR图像的动态金字塔实时显示技术

目的 随着机载SAR（合成孔径雷达）图像分辨率越来越高,幅宽越来越大,传统雷达显控系统将整幅图像放入内存、抽样显示的现有方法存在内存资源紧张、显示图像的等待时间过长等问题,为解决此类问题,提出一种动态金字塔实时显示技术。方法 机载SAR图像实时显示软件包括动态金字塔构建和显示技术。动态金字塔构建技术包括：当接收到一个瓦片的图像数据时,输出第0层级的金字塔瓦片;分6种情况,生成高层级瓦片,随着接收数据不断增多,逐步补全金字塔文件。动态金字塔显示技术是指在瓦片数据不全的情况下,采用递归算法,读取较低层级瓦片,合成、显示当前显示层级图像的技术。这两种技术分属两个独立线程,以硬盘文件（瓦片）为接口,实时交互,协同工作。结果 机载SAR图像实时显示软件仅仅占用30 MB内存,且与图像大小无关;显示第1块SAR图像瓦片的时延小于1 s,与传统显控系统对比,减少约一帧图像的传输时延;显示整帧图像的时延因存储介质读写文件的速率存在差异较大,固态硬盘的时延比较稳定,显示1 GB图像的时延为12.55 s;机械盘的时延受读写速度的影响,当发送时间间隔大于6 ms时,显示1 GB图像的时延仅比传输时延多1.47 s。结论 机载SAR图像实时显示软件能实时向用户呈现接收中的SAR图像,提高了机载SAR图像的显示时效性,降低了机载雷达显控终端的内存需求,改善了机载雷达显控终端的用户体验。     

无人机航拍图像拼接重影消除技术研究

为了解决拼接图像中的模糊、畸形,运动物体图像拼接后会出现重影错位等问题,首先在图像配准阶段通过感知哈希值相似度量准则选取变换效果最佳的权重ωi,j来计算局部投影变换矩阵;然后利用帧间差分法和区域生长算法对差异图像中的运动物体进行分割,对差异性区域进行单采样,其他区域采用线性加权融合;最后,构建了一个用于图像拼接的航空影像数据集并进行实验。实验结果证明,该方法运行耗时增加量较小,不仅有效抑制了重叠区域出现的拼接模糊、严重畸形现象,还能消除包含运动物体图像出现的重影错位,显著提高无人机航拍图像的拼接质量。     

局部特征及视觉一致性的柱面全景拼接算法

目的 传统的基于平面拼接算法生成的全景图像存在严重的失真问题,很难保证良好的视觉一致性;而普通柱面拼接算法无法较好地满足实时性要求。为此,提出一种基于改进SIFT（scale-invariant feature transform）特征描述子的柱面全景图像拼接算法。方法 首先将待拼接的图像序列进行柱面投影,利用改进的SIFT特征检测器获取图像中的特征点,生成64维SIFT特征描述子;然后根据特征描述子之间的欧氏距离提取初始特征点对,利用RANSAC（random sample consensus）方法进一步剔除伪匹配特征点对并建立待拼接图像之间的空间变换矩阵;最后根据图像之间的空间变换矩阵进行图像配准,采用加权平均融合的方法完成图像的无缝拼接。结果 本文全景图拼接算法,可以有效地克服平面拼接算法存在的失真问题,保证了全景图像的视觉一致性。同时,相比普通柱面拼接算法,本文算法的拼接速度提高了近一倍。结论 通过对不同尺寸和数量的图像序列构建全景图,相对于平面拼接算法和普通柱面拼接算法,本文算法可以有效实现图像之间的拼接,生成宽视野、高分辨率的全景图像,且能够应用于对实时性要求比较高的图像拼接场合。     

World wind平台地理环境建模方法的研究与改进

介绍了一种对流行地理信息系统三维建模方式的改进算法。对基于地理信息系统二次开发的应用软件需求进行了分析,提出以改进的四叉树算法实现的多层级高程数据瓦片拼接方式替代传统的同层级高程数据瓦片拼接方法来构建地理环境模型。经过实际验证该方法在保证地理环境模型视觉效果没有很大降低的情况下可大幅减少模型总顶点数量进而达到提升场景渲染速度的要求。     

基于改进拉普拉斯金字塔的图像融合方法

提出了一种新的基于改进拉普拉斯金字塔变换的图像融合算法。传统拉普拉斯金字塔变换的重构算法在图像在融合过程中会引入噪声,而改进的重构算法能有效抑制融合噪声。首先将图像进行拉普拉斯金字塔分解,得到各层拉普拉斯金字塔图像,针对不同的分解层图像,采用不同的方法进行融合,最后采用改进的拉普拉斯金字塔重构算法进行重构,得到最终的融合图像。通过仿真实验验证了算法的有效性。     

一种基于区域检测特征描述子的静态图像拼接算法

图像拼接技术是当前图像处理领域的一个热门研究课题。它将一组相互存在重叠部分的图像进行空间匹配对准,经融合后成为一幅包含各图像信息的大视场的完整图像。提出了一种基于区域检测特征描述子的图像拼接算法。算法由以下几部分组成：首先,在图像配准方面,主要采用区域检测特征描述子来寻找特征点和特征描述子并据此对图像进行匹配;然后,利用统计学方法寻找高效匹配点;接下来,运用单应性矩阵投影方法对图像做投影变换;最后,基于变换结果的图像融合拼接。     

遥感图像拼接系统

提出和实现了一种图像配准方法,利用OpenCV库开发了一个低空遥感图像拼接系统. 将SIFT作为图像拼接特征向量,实现了图像局部尺度空间中极值点的计算和SIFT特征点的提取. 使用特征向量的欧氏距离实现特征点的粗匹配,结合随机抽样一致RANSAC算法对匹配点进行优化,并精确估算出投影变换矩阵,实现两幅图像的拼接. 最后实现对重合区域的图像融合. 实验结果表明本文方法较好的解决了遥感图像中常出现的图像的平移、缩放、旋转等变换下的配准问题,达到较好的拼接效果.     

基于改进算法的航拍图像匹配方法

针对无人机航拍过程中因发生机体抖动或机身倾斜而造成的拍摄图像畸变会导致匹配效率低、错误率高的问题,提出一种改进的ASIFT和RANSAC算法相结合的航拍畸变图像匹配策略。对航拍畸变图像采用ASIFT进行预处理,在关键点周围建立的内、外两个八边形邻域内构建112维描述子代替传统SIFT算法的128维描述子,再采用RANSAC算法剔除误匹配点。仿真结果显示,该方法适用于无人机航拍图像的配准,具有仿射不变性,且与传统的ASIFT+RANSAC方法相比匹配速率提高了10%~20%,正确匹配率提高了5%~10%。     

在数字印章中嵌入信息的方法及其实现

提出了一种在数字印章图像中的圆环上嵌入信息的方法,以实现文档认证的目的。分析了Bresenham圆序列的各种性质,提出了两个具体的圆环信息嵌入算法,分析了它们的嵌入量和平均形变量。第一个算法仅在圆环的外圆中嵌入数据,其形变较小;第二个算法同时在外圆和内圆中嵌入信息,使信息嵌入量增大了一倍。实验与分析表明,两种算法的平均形变量均小于1像素,其嵌入效果也令人满意。此外,两种算法在普通大小的数字印章中可分别嵌入HMAC-SHA512认证码和1 024比特的RSA签名结果。     

基于人类视觉系统的数字图像水印方法

基于人类视觉系统(HVS)提出一种可有效平衡数字水印鲁棒性和不可见性的方法。利用基于矩的图像归一化技术将载体图像映射到几何不变空间内,并结合不变质心理论在归一化图像中确定重要区域。根据人眼视觉系统掩蔽特性将一个大小为256 bit的可读水印自适应地嵌入到重要区域的离散傅里叶变换(DFT)域内,同时采用预失真补偿策略弥补图像归一化误差较大的缺陷。仿真实验结果表明,该算法不仅具有良好的透明性,而且对常规信号处理和大部分几何攻击均具有较强的鲁棒性。     

基于带参数整数小波变换的脆弱水印

为了得到一种安全性更高,构造更简单的水印,提出了一种基于提升格式的带参数双正交整数小波的构造方法,并通过引入变型Rijndael密码构造出了一种Hash函数(记为RH算子),设计了带参数整数小波变换和RH算子相结合的脆弱数字水印。该方法在不需要原始图像和标准水印的条件下．就可以侦测到图像1bit的篡改,还可以对篡改区域进行定位。与现有基于小波变换的数字水印方法相比,带参数整数小波的使用,可以在减少计算复杂性的同时．提高水印的安全性,而变型的Rijndael密码的使用,则不仅提高了代码和电路共用率,而且降低了硬件实现的成本。大量的实验结果证明,该脆弱水印算法对篡改有极强的敏感性,且当小波参数不一致的情况下,则完全不能检测正确的水印信息。可见该脆弱水印算法具有广阔的应用前景。     

基于矩形角点几何变换的畸变图像校正

在以数码相机等数字设备拍摄图像时,所拍摄的图像经常会产生各种各样的变形,这种变形可能会导致识别软件中的后续处理失败,从而使图像无法被识别。为了使普通的识别软件能够对数码相机等拍摄的图像进行识别,有必要对其进行校正。针对大部分畸变图像是倾斜变形和透视变形,采用类似倾斜变形图像的几何校正算法,分两步实现图像的校正。实验表明,该方法对于倾斜变形和透视变形有良好的校正效果,以便于后续的图像处理。     

精确校正图像的径向畸变和倾斜失真

对于用图像进行几何检测,由数码相机生成的图像存在一些固有缺点,如存在径向畸变、倾斜几何变形等。为此提出了一种可同时精确校正数码相机图像的径向畸变和倾斜失真的算法。该算法基于标准网格,首先分别建立倾斜变形模型和径向畸变模型,由此建立目标图像的倾斜变形和径向畸变的联合变形模型;然后用最小二乘法和最优化算法求根据联合失真模型求得标准网格的失真参数,利用该参数可校正同等条件下获得的目标图像;最后对实际图像进行了校正实验,获得了满意的校正结果,说明该算法能有效地同时精确校正图像的径向畸变和倾斜失真。     

一种基于二叉树遍历的数字图像置乱方法

针对近年来兴起的数字图像信息安全问题，从二叉树的性质出发，提出了一种基于二叉树遍历的数字图像置乱方法，并讨论了该置乱方法的周期性及其逆变换。该方法简便易行，适用于任意大小的图像，且具有很好的置乱效果和极大的置乱周期。在一定的攻击下，置乱后的图像可以恢复原始图像，在一定程度上可以满足数字图像加密和隐藏的鲁棒性要求。     

Complementary retrieval for distorted images

In today's computer networks, the amount of digital images increases rapidly and enormously. However, images may be distorted through different types of processing such as histogram equalization, quantization, smoothing, compression, noise corruption, geometric transformation, and changing of illumination. It is imperative to develop an effective method to retrieve the original images from very large image databases because only the original images are stored for economy. In this study, a new image normalization method is first proposed to solve the problem with illumination varying. A complementary retrieval method is then proposed to resist various types of processing. According to the type of distortion, all processing are classified into three distortion categories, low frequency, high frequency and geometric transformation. In addition, different features are resistant to different distortion categories. However, the distortion by which a query image is corrupted is usually unknown. Hence, a complementary analysis is proposed to determine the distortion category for each query image and the feature resistant to the estimated category is used to retrieve the desired original image. As a result, an effective retrieval method is achieved. The feasibility and effectiveness of our method are demonstrated by experimental results.     

结合NSS和小波变换的无参考图像质量评价

为了度量不同失真类型的图像质量,提出一种基于小波多尺度变换的无参考质量评价方法。该方法根据自然场景统计(NSS)模型中小波多尺度变换子带能量在对数域的线性分布规律,利用失真条件下变化缓慢的高尺度子带能量预测理想图像的低尺度子带能量,同时对一些不适合失真类型进行能量补偿,最后通过量化失真图像的预测值和实际值之间的能量差异来度量图像质量。实验结果表明,该方法与主观评价方法有较好的一致性,且在总体性能上优于当前相关文献的方法。     

摄像机内参数异构情况下ITS信息的提取

在基于数字图像处理技术的交通监测系统中,拍摄得到的图像存在非线性几何形变,影响正确的交通参数的获取和交通现象的判断。一种基于网格的图像非线性校正算法,通过图像二值化、边缘检测、Hough变换等自动识别图像中的交通网格线,进而根据特征点匹配寻找全局图像的对应关系,对图像的非线性形变能有较好的校正,能从二维图像信息得到实际道路上的交通信息。该算法还可根据摄像机自标定,在摄像机的内参数发生改变时自动地调整校正系数,在ITS视频监控中有较好地应用前景。