应用于无人机平台的红外图像拼接技术研究

利用非制冷长波红外热像仪设计了红外图像拼接系统,提出可以应用于无人机平台的红外图像拼接方法。目前的红外图像拼接方法基本都是对经过亮度和对比度增强处理的图像进行拼接,当采集图像的场景不同时待拼接红外图像之间会存在亮度差异,导致最终拼接图像中存在明显接缝。为解决此问题,提出改进的红外图像拼接算法,对未经过亮度及对比度调整的14 bit红外图像进行拼接,然后对拼接图像进行畸变校正,最后将14 bit拼接图像通过平台直方图均衡算法压缩到8 bit灰度范围显示,提高红外拼接图像的对比度。实验结果表明:当相邻两幅待拼接图像的重叠视场不小于单幅红外图像视场的15%时,该方法具有较好的场景适应性,可以实现红外图像无缝拼接,拼接图像重叠区域过渡平滑,畸变校正后的拼接图像更加符合真实场景。     

基于参数回归的快速全景图像拼接算法

现实场景中照相机获得的图像视场角范围往往是有限的，而目前对全景图像的需求日益增大，因此针对拍摄得到的全景图像序列，提出了一种基于参数回归的快速全景图像拼接算法。将传统的图像配准任务转化为深度学习结合机器学习的方式，设计一种基于高斯差分金字塔的多尺度深度卷积神经网络（MDCNN）对待拼接图像进行特征提取，并使用LightGBM回归模型对拼接参数进行预测，获得图像之间的变换矩阵和照相机焦距完成图像对齐，并设计了一种双曲线图像融合算法消除图像之间的拼接缝。实验结果表明，所提算法能够实现图像的快速拼接，获得比已有代表性算法更清晰自然的全景拼接效果，同时对红外图像也具有很好的适应性。     

多模块相机视场合成配准的测试技术

随着对宽视场的需求和视场拼接技术的发展,多相机视场拼接系统在空间和工业上均有相关应用.为了满足对相机的高精度要求和图像实时获取需求,对多相机视场拼接系统进行了视场配准测试,并结合简单的图像拼接,检验配准后系统的成像性能.实验表明,多相机视场拼接配准测试能保证图像像质,并能优化图像拼接过程,适用于实时系统.     

星载拼接相机图像实时校正系统的研究

为了实时对多TDI-CCD拼接后获得准确与高质量的大视场图像,建立了多片TDI-CCD拼接相机像元实时校正系统.对该系统的图像拼接与灰度融合算法进行研究并对硬件实现方法加以介绍.对多片TDICCD拼接技术以及由此带来的图像错位与像元不均匀性进行了介绍,采用输出缓存技术实现拼接TDI-CCD奇偶片输出图像配准,应用比值平均法校正拼接片间的灰度不均匀性,实现实时大视场拼接校正.并将整套算法在Xilinx公司的Spartan 3系列的FPGA平台上实现,得以构成多TDI-CCD拼接校正系统.实验结果表明,该系统可以自动对3片2048像元的TDI-CCD拼接配准与灰度校正,获得清晰的大视场图像,满足系统实时性的要求.     

航空摇摆图像组的配准拼接算法

随着航空遥感应用的不断扩大和要求的不断提高,如何扩大航空遥感拍摄的视场成为越来越关注的问题,改进航空遥感相机的拍摄方式成为扩大拍摄视场的一种重要方法.航空摇摆相机将固定式拍摄方式改为运动式拍摄方式,将每一个拍摄点拍一幅图像改为每一个拍摄点拍三幅成像平面不同但具有部分区域重叠的图像,然后通过将这三幅图像组成的图像组拼接起来得到视场更大的图像.深入研究了航空摇摆相机的摇摆模型,提出了一种摇摆图像组的配准拼接算法.实验结果表明:该摇摆图像组配准拼接算法具有良好的配准拼接效果.     

数字图像拼接方法研究进展

数字图像拼接是指将具有重叠区的多幅数字图像或多帧视频通过配准和融合获得单幅宽视场图像或者动态全景图.数字图像拼接方法主要包括图像配准算法和图像融合算法.根据待拼接图像和拼接图像的特点,介绍图像拼接的4种基本类型,说明图像拼接的研究意义,概述近年来图像拼接方法的研究状况,最后分析图像拼接方法的研究动向.     

图像融合与拼接算法在无人机电力巡检系统中的应用

图像融合与拼接技术是数据综合处理过程中的新兴技术,该技术在军事领域和民用领域都有广阔的发展应用前景。无人机电力巡检系统中的图像处理算法包括图像预处理、图像配准、图像拼接和拼接缝消除算法。首先运用改进后的图像预处理算法对获取的图像进行优化,其次应用图像融合与拼接算法对多角度图像进行拼接,最后利用新型拼接缝消除算法消除拼接缝。实验结果表明,将整套算法应用于无人机巡检系统中,可对存在一定重叠和旋转的多幅图像进行自动拼接,获得无缝、清晰的大视场图像。     

基于位姿数据校正的遥感红外图像相似性先验拼接

无人机遥感系统可实现高分辨率成像且成本低、风险小,但成像系统视场小、获取的图像数量多,应采用图像拼接技术进行处理。遥感图像拼接主要存在的问题有系统的实际成像方式为倾斜成像并且图像本身的复杂性对图像配准提出了很大的考验。本文提出一种基于位姿数据校正的遥感红外图像相似性先验拼接。首先,设计了一种拼接成像系统,并利用同步位姿数据校正倾斜成像获取的图像,然后结合网格变形的优化方法,提出了基于相似性先验的图像拼接。实验结果表明,该方法既保证了遥感图像拼接中重叠区域的高精度对齐,又确保了非重叠区域在变换前后的形状相似性,拼接效果出色。     

基于高阶奇异值分解和深度学习的光场图像拼接方法

光场图像拼接旨在提高光场图像的视场角。考虑到光场数据包含较多冗余,且传统拼接方法对于低纹理场景的光场图像鲁棒性不足,本文提出一种基于高阶奇异值分解(high-order singular value decomposition, HOSVD)和深度学习的光场图像拼接方法。首先,通过光流估计和HOSVD对光场图像进行降维,得到所有视角下一致空间信息的主基和不同视角下高频信息的其他基带。其次,提出注意力增强的无监督单应性估计网络来提高图像的配准精度。最后,将扭曲后的参考基带和目标基带进行光场重建与图像融合,得到最终的拼接光场。实验结果表明,该方法在拼接光场的主客观质量和角度一致性方面表现出较好的性能。     

一种基于角点特征的图像拼接融合算法

针对普通摄像机存在的视场不足问题,扩大摄像机拍摄图片的视场范围,提出了一种基于特征点的图像拼接融合算法.实验结果及精度分析表明,图像拼接的效果良好,部分对应点匹配的平均绝对误差和均方根误差为0.272 9 pixel和0.299 0 pixel,达到了像素级精度.该算法能够较好地解决图像间对应点难以确定的问题,有效去除了伪匹配点,而且对光照变化图像的拼接融合能取得满意的效果.     

边缘特征点序列图像无缝拼接方法的改进

为了将同一场景中具有重叠区域的序列图像合成一幅宽视角、高分辨率的图像,提出了一种结合尺度不变特征变换(SIFT)算法和Canny特征边缘提取的方法进行图像拼接。实验结果表明所提方法与SIFT算法相比,其参考特征点及待拼接特征点所需个数分别降低了26.56%和51.71%,匹配点对数降低51.65%,图像拼接用时降低了9.49%。此方法提高了图像拼接的精确性和实时性,能较好地解决图像间存在光照、旋转、尺度变换、仿射等问题,实现无人工干预的自动拼接。     

双像双视场红外光学系统

介绍了一种双像双视场红外光学系统,对其设计方法、分光原理和分光元件进行了深入讨论.由于使用了孔径分光、光楔对双视场图像进行空间分离、二向色性分束镜进行光谱细分,两光路合一,使卡塞格林光学系统的潜力得到了充分发挥,实现了共窗口、共探测器的双像双视场成像光学系统.系统能提供一幅场景的两幅图像,两视场之间无需切换,两视场具有不同的光谱波段.通过电子系统的波段比处理技术,能提高整机系统的抗干扰能力,提高整机系统的探测精度和识别概率.     

TMS320DM642在视频拼接系统中的应用

提出一套基于TMS320DM642的视频拼接系统,对视频拼接技术、系统的硬件资源选择和工作流程等关键问题进行了详细的讨论.实验结果表明,视频拼接系统可以获得一个满足要求的高分辨率、无缝且大视场图像.     

实时视频图像拼接在工程中的应用

在接收实时下传的视频图像时,需要实时生成相应的视频拼接图像。针对这一问题,通过对接收视频进行采集,得到有一定重叠区域的视频图像序列,应用改进的基于特征区域的特征提取匹配法对重叠图像进行快速配准,采用渐入渐出融合算法消除拼缝,实现无缝大视场拼接。工程应用表明,该方法可以自动对视频图像(25帧/s、帧格式为768×576)进行拼接,满足系统实时拼接的要求。     

基于相机平移模式下的图像拼接技术研究

提出一种基于相机平移模式下的图像拼接算法。对4幅相互重叠的待拼接图像,首先进行图像锐化,再利用像素灰度相关性寻找这4幅图像的最佳缝合位置,最后利用平滑因子对4幅图像的重叠区域进行平滑操作,最终实现4幅图像的无缝拼接。实验证明该算法合理,可行性强,能够达到良好的拼接效果。     

基于泊松方程的数字图像无缝拼合

无缝图像拼合就是要消除待处理区域与背景之间存在的接缝。针对传统淡入淡出渐变因子图像拼接方法对重叠区域含有几何错位或复杂内容实现无缝拼接时存在局限性的缺陷,采用泊松图像编辑方法,利用图像融合技术,在Matlab环境下仿真实现了彩色图像的无缝拼合。试验表明,泊松图像编辑方法可以很好地实现插值区域周围的背景颜色较为单一的彩色图像的无缝拼合。     

光学遥感成像系统全链路仿真框架研究

针对光学遥感成像系统的全链路仿真在我国刚刚起步。通过分析能量在大气、场景和遥感器之间传递时发生的各种相互作用,将整个仿真过程分为三维场景构建与组织、遥感器入瞳处辐亮度图像模拟、遥感器效果模拟三部分,分析了框架中各个模块的功能和模块之间的概念数据流向。最后分析了地形起伏和观测角度变化对成像的影响,计算显示：像元高度从0增至1 km时,入瞳处辐亮度的最大相对差异可达170%;观测天顶角分别从180°变为124.4°时,辐亮度的相对差异最大可接近50%。     

基于ROI的高精度红外全景拼接算法研究

针对红外图像空间分辨率低、视场窄,导致图像配准率低、实时性差的问题,提出一种基于感兴趣区域(ROI)的高精度红外全景拼接算法。该算法首先根据两张相邻图像的近似位置关系,求取图像间的ROI;接着,在ROI窗口中提取尺度不变特征变换(SIFT)特征点并将其作为运动目标,结合KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)实时跟踪算法确定待配准图像中特征点的位置信息并进行匹配;然后采用随机采样一致性(RANSAC)算法剔除误匹配点对;最后利用像素级融合法消除拼接痕迹,合成一幅分辨率稳定、视场宽的红外全景图像。经实验验证,该算法与传统SIFT算法相比,配准率提高了3.491%,运行时间约提高了50%,能够准确、有效地实现多帧红外图像的无缝拼接。     

复杂场景微波辐射图像的模拟

模拟生成微波辐射图像是为了用其作地形匹配制导中的基准图。文中分析了光学图像和微波辐射图像之间的几何关系，讨论了光学图像的分割、识别及表面方向获取的方法，论述了地物表面温度、亮度温度、视在温度、天线温度和天空温度之间的关系，并在此基础上提出了一种模拟生成复杂场景微波辐射图像的方法。仿真结果表明，方法完全可行。