基于最佳缝合线的序列遥感图像拼接融合方法

在图像融合过程中常采用重叠区域像素加权融合方法,这会存在鬼影现象。为解决这一问题,提出了一种改进的最佳缝合线生成算法和沿最佳缝合线的融合方法,并将其应用于序列遥感图像的拼接融合。首先在重叠图像中,对重叠区域的边赋予权值,然后进行最大流最小割,最终获取最佳缝合线。在计算边权值时引入了图像梯度信息,使缝合线更准确。在图像融合时,沿最佳缝合线生成一个条带形融合区域,采用渐入渐出法对缝合线两侧的条带形融合区域图像进行过渡处理,使拼接后的图像更为真实。在序列遥感图像拼接上,采用捆绑调整算法调整拼接图像的参数来实现全局误差最小化。实验表明,该方法能够有效消除鬼影并且能获得准确的拼接图像与融合,对于序列遥感图像的拼接融合能够获得很好的效果。     

大场景的视频全景图拼接

为了解决大场景全景图拼接过程中的误差累积问题,提高图像拼接的一致性,提出了一个新的全景图拼接算法。把全局图像配准看作是一个统计估计问题,运用增广的卡尔曼滤波对图像的全局变换参数进行递归地增广和估计。实验结果表明,得到的变换参数是全局一致的,生成的全景图不存在拼接裂缝。拼接算法考虑了各种不确定性,适用于噪声大场景的全景图拼接。     

基于拼接缝自适应消除和全景图矫直的快速图像拼接算法

针对图像拼接存在色差过渡不均匀、图像倾斜扭曲及拼接效率低的现象，提出一种基于拼接缝自适应消除和全景图矫直的快速图像拼接算法。首先，用尺度不变特征变换（SIFT）提取图像指定区域特征点并用双向K近邻（KNN）算法进行图像配准，有效提高算法效率；其次，利用动态规划思想提出自适应公式找到最优拼接缝并用图像融合算法对其自适应消除，解决拼接缝色差过渡不均匀问题；最后，针对累积拼接误差形成全景图倾斜的现象，利用边缘检测算法提出自适应拟合四边形矫直模型，把原始全景图矫直为一个全新的全景图。所提算法与分块图像拼接和二叉树图像拼接算法相比，图像质量提升了5.84%~7.83%，拼接时间仅为原来的50%~70%。实验结果表明，该算法不仅通过自适应更新机制减少不同图像背景下拼接缝色差过渡不均匀的现象，从而提高了图像质量；而且提高了拼接效率，降低了全景图倾斜扭曲程度。     

改进的全景图拼接融合算法

在全景图像理论的基础上,对现有的拼接算法进行研究和改进,采用基于像素点颜色变化特征和序列相似性检测拼接算法相结合的图像拼接融合方法对柱面全景图进行拼接。实验表明,与原有的算法相比,采用改进后算法的全景图拼接效果得到了改进,对柱面全景图像的拼接融合能取得满意的视觉效果。     

柱面全景图生成技术的研究与实现

在全景图像理论的基础上,对现有的柱面全景图生成技术进行研究和实现。在柱面投影方面,采用基于平面图的柱面正投影和反投影算法。在传统的序列相似性检测算法的基础上,采用一种自适应阈值序列相似性检测算法对图像进行拼接。在与最邻近插值算法进行比较的基础上,使用双线性插值算法进行图像的融合。实验结果表明,生成的全景图视觉效果较好。     

高质量快速全景场景再现技术

目的 色彩纠正和图像融合是生成高质量全景场景图像的关键技术。色彩纠正中参考图像的选择以及图像融合算法,决定着所生成全景图像的质量和速度。现有方法在确定一幅图像是否适合作为参考图像时,需要遍历所有其他图像,计算其作为参考图像进行色彩纠正的效果,复杂度高,速度慢;在图像融合时存在融合质量与融合速度之间的矛盾。因此,如何快速生成高质量的全景图像就成为全景场景再现的主要诉求。为此本文提出优化的参考图像自动选择的色彩纠正方法和基于重叠区域划分的分区融合方法。方法 针对参考图像选择算法复杂度高的问题,根据图像质量与稳定性通常呈反比关系的事实,采用贪婪策略,选择质量最差的图像在色彩纠正前后的相似度,作为是否选择当前图像作为参考图像的评价指标,在保证参考图像满足色彩纠正需求的前提下,大幅降低计算复杂度。针对融合质量与融合速度之间的矛盾,提出分区融合：将重叠区域划分为接缝区域和非接缝区域,利用泊松融合的接缝不可见性和线性融合实现速度快的特性分别对接缝区域和非接缝区域进行融合,既保证融合的质量,又加快融合速度。在此基础上,加入简单点光源,解决上述过程产生的光线一致性问题,进一步提高图像质量。结果 采用主观和客观相结合的方法对结果进行评估。主观方面,本文算法生成的全景图像色彩基本实现平滑过渡且图像原始信息保留完整。客观方面,色彩纠正前后图像的结构相似度（SSIM）控制在0.850.99之间,时间复杂度由原来的O（n²）降低到O（n）;分区融合后图像信息熵接近于泊松融合,但时间消耗降低72%。采用基于PC端的问卷调查法和OG-IQA算法将本文算法与PTGui、OpenCV、Xiong方法生成的全景图质量进行对比,在大多数情况下本文算法均优于上述算法。结论 实验表明,本文算法适用于多种场景,在保证目视效果良好的前提下,时间消耗降低,可广泛应用于医学、数字旅游、遥感等领域。     

基于改进IGG模型的全景图像拼接缝消除算法

为了提高序列图像拼接得到的全景图的质量,通常将L-M(Levenberg-Marquardt)算法用于图像拼接中变换模型的参数优化,但L-M算法不能消除误匹配点对模型求解的影响。为了消除误匹配点的影响,提出了基于IGG(Institute of Geodesy & Geophysics)函数模型的抗差L-M算法。首先利用IGG算法的迭代过程具有良好的抗粗差能力和可靠的收敛性等特点来优化变换模型,提高图像配准的精准度。然后采用自适应区域的拉普拉斯多分辨和最优拼接缝相结合的方法对拼接结果进行融合,以消除因拼接缝及光照不均而造成的过渡不连续现象。实验结果表明,所提算法不仅有效提高了配准精度,同时还实现了无缝拼接,获得了高质量的无缝拼接全景图。     

图像拼接的改进算法

图像拼接在制作全景图的过程中具有重要作用，但是现有的方法不能很好地处理鬼影和曝光差异，针对存在的问题，提出了一种实现图像拼接的算法．首先利用动态规划的方法在要进行拼接的图像中找到一条最佳的缝合线，然后利用多分辨率技术进行拼接，解决了鬼影和曝光差异。     

基于SIFT算子的图像拼接融合算法

为满足各类可视化仿真系统对于全景图的需求,对图像拼接融合技术进行了深入研究,提出了一种基于SIFT算子的图像拼接融合算法,可以将多幅图像组成图像序列拼接获得广视角全景图,并通过实例验证了方法自效性.     

基于鬼影判断抑制和局部运动补偿的改进ViBe算法

传统的ViBe算法在检测运动目标时会产生“鬼影”现象,并且对只存在局部运动的目标无法检测出完整的结果。已有的改进算法在克服上述缺陷时没有进行缺陷类型的判断使得在一定程度上降低了算法的性能。因此,针对“鬼影”现象,本文提出先利用边缘相似性进行“鬼影判断”,之后结合三帧差分算法来消除鬼影。针对局部运动目标,本文提出一种结合检测阈值判断的方法,先确定是否存在身体局部运动,之后结合扫描线填充算法对目标进行补偿填充得到完整的运动目标。实验结果表明,本文算法能有效克服“鬼影”及局部运动的缺陷,提高目标检测的效率以及准确性。     

面泊松融合结合色彩变换的无缝纹理辐射处理

目的：消除三维模型纹理接缝上的辐射差异,实现接缝处色彩的自然、连续的过渡。方法：本文在标准的泊松融合（Poisson Blending）基础上,结合色彩变换技术（Color Transfer）,提出了一种新的以面为基元的泊松融合无缝纹理辐射处理方法。首先以影像上的纹理三角形为处理单元,以色彩变换参数为未知数,根据模型的三角网边邻接拓扑关系建立泊松方程组,然后全局最小二乘解求局部色彩变换参数,最后进行全局最优解下的局部色彩变换。结果：既保证了色彩的均匀过渡,又能更好的改正影像间的整体色差。结论：相比使用标准的像素级泊松融合方法进行无缝纹理处理,本文的方法拥有计算上的优势,更适合于复杂模型的处理,且有更好的整体色差改正与过渡效果。理论分析和大量试验证明了本文方法的优越性。     

基于网格运动统计算法和最佳缝合线的密集重复结构图像快速拼接方法

针对常用的图像拼接算法对具有密集重复结构的图像会产生大量误匹配点从而出现明显鬼影且耗时较长的问题,将网格运动统计（GMS）算法与最佳缝合线算法相结合,提出了一种密集重复结构的图像快速拼接方法。首先,在图像的重叠区域提取大量粗匹配点;接着,采用GMS算法进行精匹配,然后在此基础上估计变换模型;最后,采用基于动态规划思想的最佳缝合线算法完成图像拼接。实验结果表明,将所提算法应用于两组具有密集重复结构的图像上,不仅可以有效消除鬼影,得到理想的拼接效果,而且显著减少了拼接时间;平均拼接速度分别是传统尺度不变特征变换（SIFT）和加速稳健特征（SURF）算法的7.4倍和3.2倍,分别是结合区域分块的SIFT算法和SURF算法的4.1倍和1.4倍。所提算法能够有效地消除密集重复结构拼接时的鬼影,同时缩短了拼接时间。     

一种街景全景生成的改进算法

当前主流的全景拼接软件在进行投影变换的过程中对街景影像上匹配点对的精度的依赖性较强。为了增强其鲁棒性,采取在投影后的影像上获取匹配点对并将其反投影回街景影像坐标系的策略来减少对初始匹配点对的依赖。此外,针对投影后相邻图像之间的错位导致全景拼接产生缝隙的问题,采用多层B样条插值算法对相邻图像的光流进行插值来消除影像间的错位。实验结果表明,上述的算法策略提高了投影转换的精度,明显改善了全景拼接的效果。     

结合变形函数和幂函数权重的图像拼接

针对图像拼接算法存在效率低下、特征点错误匹配、重影和拼接缝等问题，提出一种基于尺度不变特征变换、薄板样条函数和幂函数的图像拼接方法。该方法通过对输入图像进行采样匹配，计算输入图像间的点映射关系和重合区域，使用点映射关系对重合区域内的特征点进行定向配准，利用特征点集合计算出图像的局部扭曲模型，使用图像插值方法对图像进行变形映射；采用幂函数权重模型对变形图像中的像素进行平滑过渡，完成图像拼接。实验结果表明，在拼接相同图像的情况下，所提方法与传统的尺度不变特征变换算法相比，特征点配准效率提高了约59.78%，而且得到了更多的特征点对；与经典的图像拼接算法相比，该方法解决了图像的重影和拼接缝的问题，同时提高了图像的质量评估指标的得分。     

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。     

固定多摄像头的视觉拼接技术

视频拼接技术是计算机图形学和计算机视觉的重要分支,它的发展基于静态图像的拼接技术,但由于视频信息的复杂性,视频拼接也有区别于图像拼接,针对实际运用中的实时拼接的需要,本文提出了一种基于控制帧的固定摄像头视频拼接方法。首先采集控制帧图像,对摄像头进行参数标定获得相机内参和光心坐标,再使用一种改进的畸变矫正方法去除摄像头畸变带来的成像失真。然后对控制帧图像进行SIFT特征提取并进行粗匹配,再用RANSAC的方法剔除误匹配点并拟合出图像变换单应阵。最后使用查表法将各摄像头的图像同步投影到大场景图片上,对重合区域进行光亮补偿和多带融合。最终实现速度可达25帧/秒的实时视频拼接。     

一种消除图像拼接缝和鬼影的快速拼接算法

由于提取SIFT特征进行图像拼接的算法复杂度较高且不能很好地处理拼接缝和鬼影等问题,提出了一种消除拼接缝和鬼影的快速图像拼接算法.该算法首先划定提取SIFT特征的范围,计算出匹配特征点后使用RANSAC算法求取两幅图像间的坐标变换关系矩阵H,然后结合最佳缝合线算法和改进的加权平均融合算法实现无缝拼接.实验结果表明,提出的算法不仅有效地消除了拼接缝和鬼影,也提高了图像拼接的效率.     

Panoramic Video from Unstructured Camera Arrays

We describe an algorithm for generating panoramic video from unstructured camera arrays. Artifact‐free panorama stitching is impeded by parallax between input views. Common strategies such as multi‐level blending or minimum energy seams produce seamless results on quasi‐static input. However, on video input these approaches introduce noticeable visual artifacts due to lack of global temporal and spatial coherence. In this paper we extend the basic concept of local warping for parallax removal. Firstly, we introduce an error measure with increased sensitivity to stitching artifacts in regions with pronounced structure. Using this measure, our method efficiently finds an optimal ordering of pair‐wise warps for robust stitching with minimal parallax artifacts. Weighted extrapolation of warps in non‐overlap regions ensures temporal stability, while at the same time avoiding visual discontinuities around transitions between views. Remaining global deformation introduced by the warps is spread over the entire panorama domain using constrained relaxation, while staying as close as possible to the original input views. In combination, these contributions form the first system for spatiotemporally stable panoramic video stitching from unstructured camera array input.     

Research on image stitching method based on fuzzy inference

This paper concern the problem of ghosting caused by parallax and moving objects in image stitching. Previous approaches have used local homography or optimal seam lines to avoid ghosting. In this work, we propose an image stitching method based on fuzzy inference. At first, our use of the contrast limited adaptive histogram equalization (CLAHE) increase the matching points of the object surface in the low-contrast images. Then, to reduce the number of mismatching points, we combine the orientation of feature points to improve the zero-mean normalized cross-correlation (ZNCC) for filter matching points. Furthermore, by viewing the distance weight and gray difference of pixels in overlapping region as the first input and the second input of fuzzy inference respectively, and regarding the output of the fuzzy inference as the weight of image fusion. We generate high-quality stitching images. The experimental results show that our approach can reduce the ghosting phenomenon and improve the quality of the stitching.