基于SURF特征点的图像拼接技术研究

图像拼接技术是一个复杂的流程,其包含了多项图像处理技术,其中图像配准和图像融合是实现图像拼接的关键步骤。论文提出了基于SURF特征点的图像拼接技术研究。利用Harris角点检测算法对图像的角点进行提取,设计了图像拼接的架构,并阐述了论文图像拼接实现的方法,构建了图像拼接实现的系统,接着搭建了实验平台,设计了仿真实验,通过实验验证了该方法的有效性与优越性。     

高精度舰船图像拼接算法研究

为了解决当前图像拼接重叠区域多的问题,提出高精度的舰船图像拼接算法研究。在图像拼接之前,需先提取图像特征,采用Harris角点局部特征检测算法,在尺度空间寻找位置、尺度和变量特征,以此设计尺度空间极值点检测流程,避免外界噪声干扰。根据每个关键点特征计算图像尺度变化比例、图像旋转角度和不同图像间平移距离,确定不同图像特征点位置关系,以此实现图像参数自动辨识。采用surf角点检测算子检测图像重叠区域角点,在允许尺度空间多层图像处理下,无需对图像进行二次抽样处理。通过构建Hessian矩阵判别式,判断特征点是否为极点,利用二阶标准高斯函数,判别特征点。利用相应波为信息计算偏航角,确定变换参数,完成图像拼接。由实验结果可知,该算法图像拼接重叠区域较少,拼接精准度较高,为舰船稳定运行奠定基础。     

基于深度图像的激光点云配准算法

针对迭代最近点(Iterative Closet Point, ICP)在配准过程中容易陷入局部最优的情况,提出一种基于深度图像匹配的点云配准算法。通过点云深度信息得到点云在投影平面上的深度图像,采用深度图像的配准选择定向二进制简单描述符(Oriented Fast and Rotated BRIEF,ORB)算法对深度图像进行配准,对匹配结果采用随机采样一致性(RANSAC)算法对配准特征点进行筛选,剔除错误匹配点,保留匹配正确的图像特征点,将其索引到三维点云数据中。根据匹配的三维点云数据计算点云初始旋转矩阵和平移向量,调整点云初始位置,为后续精配准提供良好的初始位置,同时用ICP算法完成精配准,基于PCL(Point Cloud Library)开源数据库实现精配准过程。通过改进可有效缓解现有算法中存在的迭代易陷入局部最优的问题,提高精配准的速度、精度和可靠度等,并通过试验的手段验证算法的有效性。     

一种隧洞探测型自主式水下机器人及其图像拼接方法

针对采用自主式水下机器人(AUV)巡检和拍摄输水隧洞中的裂缝时水下环境会极大地限制光视觉图像的可视范围和分辨率,单幅水下图像获得的视角范围有限的问题,提出一种基于加速稳健特征(SURF)算法的AUV水下图像拼接方法。在图像预处理阶段对水下图像进行去畸变和限制对比度自适应直方图均衡化处理,用于解决水下图像存在的畸变、对比度低和噪声严重等问题。将SURF特征点检测算法应用到水下图像配准中,并与RANSAC算法相结合,对特征点进行精确匹配。应用线性渐变融合算法实现水下图像融合,有效去除拼接缝隙,完成水下图像拼接,最终通过水池和外场试验拼接图像验证所提方法的正确性。     

一种隧洞探测型AUV及其图像拼接方法研究

裂缝是输水隧洞最普遍的缺陷和潜在威胁,AUV巡检与拍摄输水隧洞中的裂缝,通过拍摄的水下图像进行处理,以确定裂缝位置。但由于水下环境极大限制了光视觉图像可视范围与分辨率,单幅水下图像所获得的视角范围有限,所以本文提出了基于SURF算法的AUV水下图像拼接方法研究。该方法首先在图像预处理阶段对水下图像进行去畸变与限制对比度自适应直方图均衡化处理,用于解决水下图像存在的畸变、对比度低、噪声严重等问题。接着将SURF特征点检测算法应用于水下图像配准当中,并与RANSAC算法相结合对特征点进行精确匹配,然后应用线性渐变融合算法实现水下图像融合,有效去除拼接缝隙,完成水下图像拼接,最终通过水池与外场实验拼接图像来验证该方法的正确性。     

改进SIFT算法的舰船图像拼接算法

舰船图像在拍摄过程中,由于各种因素的干扰,得到舰船图像不完整,难以描述舰船图像所要表达目标的信息,而当前舰船图像拼接算法存在拼接准确率低、拼接过程复杂等不足,为了获得理想的舰船图像拼接结果,提出基于改进SIFT算法的舰船图像拼接算法。首先提取待拼接舰船的图像,并对它们进行归一化、颜色增强、噪声滤波等操作,然后采用改进SIFT算法提取舰船图像拼接特征点,根据特征点进行两幅舰船图像的拼接操作,最后采用多种舰船图像进行了拼接测试实验,以验证改进SIFT算法的优越性。结果表明,改进SIFT算法避免了当前舰船图像拼接算法存在的局限性,不仅能够以高准确率实现舰船图像拼接,而且舰船图像拼接过程更加简单,加快了舰船图像拼接速度,取得了满意的舰船图像拼接结果。     

舱容计量中高精度点云配准研究

为了提高点云配准精度,研究了基于特征的配准方法。介绍了点云配准的六参数法。基于特征的配准方法利用特征点与周围特征的方位、距离等几何条件进行附加约束,实现点云配准。方法适用性强,可通过利用同名反射标志或直接利用点云数据实现,最后采用稳健模型参数估计算法——RANSAC算法提高配准参数估计的稳健性和可靠性。     

基于视频序列的广域场景图像拼接算法研究

论文讨论并提出了一种基于视频序列的广域场景图像拼接算法。首先简单介绍了特征点提取、仿射变换及加权图像融合等论文用到的图像拼接算法和步骤;然后针对全景拼接耗时久,缝隙明显,且容易失败的问题,提出了一种对视频序列图像全景图拼接的相邻图互相拼接及镶嵌法;最后通过实验验证了新方法可行有效,且鲁棒性好。     

水下三维声纳目标在线运动监测与识别

随着声学探测在海洋资源开发中的广泛应用,水声成像技术已成为水下目标监测的重要手段,文章提出了一种基于三维声纳技术的在线运动目标识别方法。通过对三维声学图像进行网格搜索和三角面片连接,进行单帧三维声学图像的多层实时重建,实现单帧图像内目标的重建、聚类与标示。结合GPS定位仪和姿态仪信息,修正位移和姿态变化引起的运动误差,利用反向投影和最近点搜索方法查找相邻图像帧之间两两匹配的控制点对,进行相邻图像帧的快速配准。根据配准矩阵将相邻图像帧的的各个目标转换到同一全局坐标系中,提取有效的声学目标特征变化相对值,并评估特征权重,实现相邻图像帧之间运动目标的在线检测与识别。通过室内水池和湖试实验,结果表明该方法能有效地实现三维声学图像在线运动目标实时识别。     

基于SUSAN的电视跟踪稳定度设计

电视跟踪在各种武器系统中得到越来越广泛的应用.根据电视跟踪的工作原理和特点,采用简化的SUSAN算法检测刚体的特征点,然后通过找到的特征点和刚体形状不变的特性采用特征点之间的几何关系来配准.从而解决电视跟踪图像配准的模糊问题,使得跟踪平稳,准确.     

基于互信息技术的舰船图像拼接研究

舰船图像拼接是舰船图像处理领域的关键技术,为了降低舰船图像拼接误差,使拼接后的舰船图像更加完整,提出了基于互信息技术的舰船图像拼接方法。首先对当前舰船图像拼接研究现状进行分析,找到各种舰船图像拼接方法的缺陷,然后采集舰船图像,提取舰船图像拼接特征,最后基于互信息技术描述2幅舰船图像的相关性,进行舰船图像配准和拼接,并进行了舰船图像拼接仿真实验。结果表明,本文方法可以得到比较完整的舰船图像拼接结果,降低了舰船图像拼接误差,舰船图像拼接速度要快于对比方法 2倍以上,提高了舰船图像拼接效率,验证了本文方法的优越性。     

舰船远程监控平台模糊视频高动态图像拼接研究

为提高船舶目标检测中图像拼接质量,本次针对传统拼接方法存在的问题:无法同时实现拼接图像画质以及结构相似度的双向目标,研究了一种新的舰船远程监控平台模糊视频高动态图像拼接方法。该方法主要分为三步骤,首先对待拼接的模糊视频高动态图像进行处理,包括图像去噪、图像分割、图像畸形矫正,然后在此基础上利用基于特征信息方法进行图像配准,主要包括图像特征提取、图像匹配等,最后采用直接平均算法实现图像融合,完成图像拼接。结果表明:与传统图像拼接方法相比,本方法操作下,图像峰值信噪比分别提高1.8 d B和2 d B,结构相似度分别提高10.8%和8.2%,证明了本方法的有效性和优越性。     

基于特征的雷达与电子海图图像配准技术研究

针对雷达图像和电子海图显示与信息系统(ECDIS)图像不同传感器存在的配准问题,在分析雷达和电子海图图像特点的基础上,提出了基于图像特征的自动图像配准算法,论述了其实现方法与过程,为提高雷达图像和电子海图图像配准提供了一种技术途径,并对图像的配准效果进行了仿真。实验结果表明,该算法取得了理想的效果。     

基于嵌入式系统的舰船图像拼接技术

常规舰船图像拼接技术无法实现多环境的图像拼接,为此设计基于嵌入式系统的舰船图像拼接技术,对采集的舰船图像进行降噪处理后,利用均值法划分特征领域,通过特征领域构建尺度空间,利用尺度空间法则对图像特征进行配准处理,通过嵌入式系统中的换算函数对图像进行连接强化,实现舰船图像技术拼接。将设计的技术与常规3种图像拼接技术进行对比,在不同实验环境下,本文方法图像拼接能力明显好于3种传统方法。     

稀疏表示和判别性字典学习的舰船图像自动分割算法

现有舰船图像自动分割算法存在着分割准确率低的问题,故提出稀疏表示和判别性字典学习的舰船图像自动分割算法研究。为了降低图像分割计算难度,通过图像插值、坐标转换、互信息计算配准获取的舰船图像,以此为基础,提取配准图像的灰度与梯度特征,并转换为列向量构成训练样本集,构建判别性字典学习模型,通过模型求解获取舰船图像稀疏表示,判断像素点所在区域,实现了舰船图像的自动分割。仿真实验结果显示:在自变量图像数量与图像块尺度背景下,与现有算法相比较,提出算法舰船图像分割准确率较高,充分表明提出算法图像分割效果更好。     

一种基于特征的全景图拼接算法研究

提出并实现了一种基于特征的全景图拼接算法,该算法应用sobel算子对待拼接的两幅图像分别进行处理,以获取图像边缘及特征点,确定两幅图像重叠部分的灰度差以去除伪特征点并消除外界噪声,选取方差最小的两组特征点作为缝合点,从而确定两图像的相对位置,通过对图像重叠部分进行平滑处理实现了全景图的无缝生成。实验结果证明算法合理,运算速度快,效果良好。     

基于BRISK改进的快速角点特征算法

论文提出了一种改进的快速角点特征算法.该算法基于BRISK算法,对特征描述子建立方法及匹配算法进行了改进:特征描述子建立阶段,提出了降低相关性的采样点对选择策略以及幅值—旋转两级描述子建立方法;在特征点匹配阶段,提出“移位”“异或”的两步位操作特征匹配算法,并通过部分匹配及检测汉明重量阈值的方式进一步加快算法执行速度.实验结果表明,较其他角点特征算法,该改进方法具有更快的运算速度,更加满足实时应用的要求.     

一种基于角点特征的场景锁定新方法

为了消除由飞机旋转、平移等运动造成的场景变化,使机载吊舱能对感兴趣场景连续侦察和跟踪,本文提出一种基于角点特征的场景锁定新方法。本文将参考图像等分成16块,选取每块中响应值最大的角点作为特征点,采用SAD(sum of absolute differences)算法进行特征点匹配,然后利用改进的RANSAC算法进行角点的一致性检测,利用最小二乘法解算全局运动参数,最后计算图像之间的累积运动。该算法便于在DSP+FPGA硬件平台上实现,能在20 ms内完成处理,实验结果表明,该算法匹配精度高,稳定性好,能较好地实现场景锁定。     

基于船载激光扫描技术的海岸地形测绘方法

采用人工携带全站仪、GPS设备测绘方法受到噪点影响,导致测绘曲线与实际不符。鉴于该问题,提出船载激光扫描技术的海岸地形测绘方法研究。确定海岸带范围,构建激光扫描仪坐标,计算海岸地形特征点坐标,排列数据,获取海岸地形边缘信息。结合扫描仪和摄像机坐标系,消除噪点,拼接点云数据,使用绝对方式配准数据,由此生成等高线。采用正交强迫一致性算法构建相似度量矩阵,匹配图像,加上高程标记,完成海岸地形测绘。由实验结果可知,该方法测绘曲线与实际曲线基本一致,有效提升了测绘效率。     

基于稀疏光流的道路航拍图像拼接算法

随着无人机技术的发展与成熟,无人机航拍图像在道路维护、交通事故勘察、城市路网地图构建等方面开始发挥重要的作用。当前主流的基于特征描述子匹配的图像拼接算法难以处理道路航拍图像中纹理稀疏、局部相似性高的问题,为此论文提出了基于稀疏光流的图像拼接算法。该方法能够有效地得到无人机航拍图像序列中的道路全景图像,并能保证中等规模的全景图像的一致性。最后通过与商用图像拼接软件PTGui比较,验证该方法的有效性。