快速創(chuàng)建全景視頻及去鬼影方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、作為計算機(jī)視覺的研究熱點(diǎn)，全景圖像拼接技術(shù)受到更多關(guān)注。全景圖像通常是指滿足人類正常視角以及余光所視范圍，甚至超過360度全視角的圖像。全景圖像拼接是指將許多具有重合區(qū)域的圖像進(jìn)行拼接生成可視范圍更廣的圖像。全景圖像拼接技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，該項技術(shù)可以用在道路監(jiān)控、軍事紅外成像、微創(chuàng)手術(shù)等方面。隨著計算機(jī)硬件的發(fā)展，全景圖像拼接技術(shù)已應(yīng)用到智能終端及視頻監(jiān)控領(lǐng)域。
　　全景圖像建立過程中的計算效率過低是制約其應(yīng)用的主要因素。本

2、課題目標(biāo)是設(shè)計出一種快速創(chuàng)建全景視頻的方法，可以在處理每一幀圖像上達(dá)到實時性的要求。本文首先介紹了全景圖像拼接技術(shù)的技術(shù)背景及研究意義。緊接著介紹了該技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及相關(guān)理論。接下來本文介紹了全景圖像拼接的主要步驟，包括圖像預(yù)處理、特征點(diǎn)提取及匹配、單應(yīng)性矩陣估計和圖像融合。由于特征點(diǎn)提取是圖像拼接技術(shù)的基礎(chǔ)，本論文對特征點(diǎn)提取技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
　　在系統(tǒng)實現(xiàn)方面，本課題在特征點(diǎn)提取方法上采用 SURF算法，并提出一種

3、排除SURF(SpeedUp Robust Features)算法所產(chǎn)生的錯誤匹配的方法。傳統(tǒng)單應(yīng)性矩陣采用單個矩陣對圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，本文以雙重單應(yīng)性矩陣為理論基礎(chǔ)并對其進(jìn)行改進(jìn)，提高了圖像拼接的效果。鬼影現(xiàn)象是全景圖像拼接所面臨的普遍問題并且很難避免，人類視覺對該現(xiàn)象十分敏感，去除鬼影現(xiàn)象是圖像拼接技術(shù)的研究重點(diǎn)。鬼影現(xiàn)象根據(jù)其成因一般可分為兩種，一種是當(dāng)移動物體穿過融合區(qū)域，由于兩個攝像頭之間的視差使其投影坐標(biāo)產(chǎn)生微小差異而產(chǎn)生鬼

4、影現(xiàn)象。另一種產(chǎn)生于拼接的接縫線處，由于接縫線為拼接圖像產(chǎn)生視差的極值點(diǎn)，因此移動物體穿過接縫線時會產(chǎn)生鬼影現(xiàn)象。本文結(jié)合圖像相減技術(shù)及平滑融合方法有效的排除了鬼影現(xiàn)象。由于本課題在拼接過程中簡化了最優(yōu)縫合線搜索的步驟，因此該方法的時間復(fù)雜度較低，在圖像拼接過程中可達(dá)到實時性要求。
　　本文在去鬼影方面與簡單線性融合算法、泊松融合算法、multi-band融合算法進(jìn)行了比較。實驗結(jié)果顯示，本文所提出的方法在去除鬼影的效果及時間消耗