基于SIFT算法的全景图像拼接技术研究

基于SIFT算法的全景图像拼接技术研究①

文伟东, 张 明

(上海海事大学信息工程学院, 上海 201306)

摘 要: 全景图像拼接技术即通过将部分重叠区域的图像合成以描述某个场景信息的360度圆形图像. 引用一种新型的基于SIFT(尺度不变特征变换)特征匹配的图像排序算法, 实现图像的有序排列, 针对图像拼接存在的误匹配点较多、耗时较长等问题, 结合FAST算法进行特征点提取, 接着针对相邻有序图像间的亮度差异采用自动校正操作,削弱了相邻图像间的亮度差异, 并结合改进的Ransac算法剔除误匹配点对, 最后用加权平衡算法实现图像的快速融合. 实验结果表明该优化排序算法稳定、高效.

关键词: 全景图像拼接; 图像排序; 自动校正; 加权平衡; 融合

引用格式: 文伟东,张明.基于SIFT算法的全景图像拼接技术研究.计算机系统应用,2017,26(7):227–231. https://www.docsj.com/doc/0b14595495.html,/1003-3254/5899.html

Research on Panoramic Image Mosaic Technology Based on SIFT Algorithm

WEN Wei-Dong, ZHANG Ming

(Information Engineering College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China)

Abstract: Panoramic image mosaic technology is a 360-degree circular image that combines the images of some overlapping areas to describe a particular scene. In this paper, a novel image sorting algorithm based on SIFT (Scale Invariant Feature Transform) feature matching is proposed to achieve the orderly arrangement of images. Aiming at the problem that the image mosaic has many mismatch points and takes a long time,the FAST algorithm is used to extract feature points. And then, an auto-correcting operation is adopted for the brightness difference between the adjacent ordered images to reduce the brightness difference, and the modified Ransac algorithm is used to eliminate the mismatching points. Finally, the Weighted Equalization Algorithm is used to realize the Fast fusion of the image. The experimental results show that the algorithm is stable and efficient.

Key words: panoramic image stitching; image sorting; automatic calibration; weighted balance; fusion

图像拼接技术作为一大研究热点, 主要用于计算机视觉和数字图像处理领域. 图像拼接技术即是将同一场景下的两个或多个重叠图像通过一系列数字图像技术处理[1], 并且可以获得包含所有原始图像信息的新的全景图像. 近年来, 该技术被广泛应用于航天, 医学,虚拟现实和日常生活等许多领域. 图像配准即是找到两个或更多个图像的重叠部分, 并建立图像之间的关系.图像配准算法可以大致分为两种类型[2], 一种是基于图像特征的图像配准, 另一种是基于区域的图像配准.

基于特征的图像配准通过使用图像中匹配的局部不变特征来确定图像之间的几何变换关系. 1977年Moravec 提出了角点特征和称为“兴趣点”的概念. 他通过灰度自相关函数来思考该像素和其领域像素的相似性. 1988年, Harris改进了Moravec角, 并提出了Harris角点检测算法. 继lindeberg提出了尺度空间理论之后, Mikolajczyk 和Schmid提出了具有尺度不变特征的Harris-Laplacian 检测算子和Harris-Affine检测算子. 2000年, Lowe[3]提出了高效SIFT(尺度不变特征变换)局部特征, 成为局部

计算机系统应用 ISSN 1003-3254, CODEN CSAOBN E-mail: csa@https://www.docsj.com/doc/0b14595495.html, Computer Systems & Applications,2017,26(7):227?231 [doi: 10.15888/https://www.docsj.com/doc/0b14595495.html,ki.csa.005899]https://www.docsj.com/doc/0b14595495.html, ?中国科学院软件研究所版权所有.Tel: +86-10-62661041

①收稿时间: 2016-11-20; 收到修改稿时间: 2017-01-16

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