目录
摘要................................................................................................................ I ABSTRACT ............................................................................................................. II 目录............................................................................................................. III 第1章绪论.. (1)
1.1 课题的研究意义 (1)
1.2 课题的背景 (1)
1.3 视频拼接的现状分析 (2)
1.4 整体章节安排 (2)
第2章颜色空间及成像原理 (5)
2.1 彩色图像的颜色空间 (5)
2.1.1 RGB颜色空间 (5)
2.1.2 HIS颜色空间 (5)
2.1.3 YCbCr颜色空间 (5)
2.2 视觉系统的三个坐标系 (6)
2.2.1 世界坐标系 (6)
2.2.2 摄像机坐标系 (6)
2.2.3 图像坐标系 (7)
2.3 图像变换的基本模型 (7)
2.3.1 刚体变换 (8)
2.3.2 仿射变换 (8)
2.3.3 投影变换 (8)
2.3.4 非线性变换 (9)
2.4 本章小结 (9)
第3章图像拼接算法 (11)
3.1 图像拼接的算法流程 (11)
3.2 图像的预处理 (11)
3.3 特征点的提取 (11)
3.3.1 角点特征检测算子 (11)
3.3.2 尺度不变特征提取算子 (14)
3.4 SIFT特征向量的匹配 (26)
3.5 Ransac算法 (26)
3.5.1 Ransac算法原理 (26)
3.5.2 Ransac算法仿真结果 (27)
3.6 图像融合算法 (28)
3.6.1 直接平均法 (28)
3.6.2 渐入渐出融合算法 (28)
3.6.3 基于拉普拉斯金字塔变换的图像融合 (29)
3.7 本章小结 (30)
第4章基于转移矩阵的视频拼接算法实现 (32)
4.1 基于转移矩阵的视频拼接算法的基本流程 (32)
4.2 光线补偿算法的实现 (32)
4.2.1 光线补偿原理 (32)
4.2.2 仿真结果 (33)
4.3 特征点提取与匹配 (34)
4.4 转移矩阵拼接方法的实现 (35)
4.5 本章小结 (38)
第5章图像质量评价 (39)
5.1 图像质量评价指标 (39)
第6章总结与展望 (41)
6.1 总结 (41)
6.2 展望 (41)
参考文献 (42)
作者简介及科研成果 (44)
致谢 (45)
第1章绪论
第1章绪论
1.1 课题的研究意义
日常生活中人们获取信息的主要途径有很多，通过人眼视觉可获得丰富的图像信息。随着人们在使用摄像机过程中对画面视场要求的提高及生活中监控摄像头的广泛应用。人们需要更直观更准确的获取更全面的图像视频信息，但单单一个采集设备是不能满足人们需求的，例如，在公共场合经常使用的监控摄像头，需要获得不同角度，不同位置的实时信息，这样不仅需要多个监控摄像头，还增加了人的工作量。因此，图像拼接技术不仅在航空、航天等科技领域有着重大的研究意义，它已经走进了人们的日常生活中，如何获得全景的拼接图像越来越受到人们的重视。
什么是图像拼接，它是将两幅或多幅图像经过处理得到一个全景图像的过程。为了得到一个全视角、清晰的
360图像。它是观察者环视一圈所能看到景色的整合景观，能较好的表达完整的周围信息。图像拼接技术还是主要应用于基于后期的软件制作，例如很多商业化的拼接软件：autostitch、妙手接图、全景拼接等软件，虽然拼接精度已经很高，但都必须基于前期先拍摄原始图像，然后再后期载入软件进行拼接处理，可以说根本达不到实时性的目的，达不到实际工程应用的目的。而且该类软件对待拼接的图片的重叠区域是有要求的，一般不低于30%，如果重叠区域低会直接影响拼接效果。
因此本课题提出的意义在于，可以解决由于视频拍摄角度，位置导致的信息不完整的问题，便于观看者更直观的获得信息。这种技术应用非常广泛，可以应用到日常的监控视频中，也可应用在军事遥感、航拍视频图像、航空航天、交通安全、医学显微视频图像、工业发展、电视电话会议等诸多领域[5]。因此，视频拼接技术的研究越来越受到人们的重视，已经成为近几年研究的热点。
1.2 课题的背景
由以上研究意义所述，课题研究的意义很大，应用很广，但其研究的深度还很浅显。实现视频拼接的关键是怎样减少拼接的时间。目前的研究现状来看，视频拼接分为不同的类型。第一类是对源视频图像进行分割，得到多个子视频，然后经过处理将这些分割好的在一个大的场景上实现拼接的目的。这是硬件实现，可以达到实时拼接，但这种方法得到的视频不够清晰，获得不到全面的信息。第二类主要是采用软件实现拼接，将采集到的具有重叠部分的多个视频，通过图像处理算法实现。本文就是基于软件的拼接技术的研究。
要进行视频拼接，首先要先对图像进行研究。基于特征点的图像拼接技术大体分为以下三个部分，图像特征点的提取，特征点匹配，图像融合[6]。但如果对视频图像的每组帧对图像进行特征提取，匹配和融合，会花费大量时间，达不到实时拼接的目的。因此，本文基于以上所述，提出了转移矩阵拼接法。不仅可以保证视频的拼接质量，还可以达到实时拼接的效果。