基于Matlab的图像拼接算法研究

论文总字数：28092字

摘 要

近年来，图像拼接技术取得了较为快速的发展，在诸多领域中得到应用。本文重点研究了通过相位相关法进行图像拼接的算法原理，使用Matlab软件设计图像拼接程序，在安卓平台上实现图像特征点匹配。

本文研究了图像拼接的背景、意义、发展过程和技术流程，深入学习研究以相位相关算法为核心的图像拼接技术，在原有基础上对其扩展。在此基础上使用Matlab软件进行图像拼接程序设计，得到了能够处理旋转、平移、缩放变换下图像拼接的程序，且程序具有较高的运行效率和优秀的视觉效果。除此之外，本文设计了基于安卓平台的图像特征点检测匹配程序，采用ORB特征检测算法，该程序能够不经过PC端直接使用安卓手机对拍摄照片进行处理，在日常生活中使用更加便捷。

本文的创新之处在于使Matlab拼接程序得到进一步的改良，创建了该程序的GUI界面，得到了更直观的界面设计与更好的用户交互性。此外，本文将特征点匹配程序在安卓平台上实现，弥补了基于区域的配准方法不能够展示图像特征的遗憾。

关键词：图像拼接，相位相关，程序设计

Abstract

In this paper, the image mosaic algorithm in the field of image processing has been studied, especially the image mosaic algorithm which based on phase correlation method. The image mosaic program is designed by Matlab software. Also, the program of matching image feature points between two pictures is designed on Android platform.

This paper makes a deep research of image mosaic technique, including its background, significance, development progress and technical process. The image mosaic based on phase correlation method has been extended researched. The image mosaic program, designed by Matlab software, can solve image stitching problems with fast speed and great visual effects under circumstances of rotation, translation, and zoom transformation. In addition, this paper designs a matching program of image feature points based on Android platform. In this way, image process can detect and match image key points without using personal computer, so the program is more convenient for people to use in daily life.

The innovation of this paper is to create the GUI interface of the image mosaic program, making the program designed by Matlab further improved, getting a more intuitive interface design and improving user interaction. Also, the feature point matching program is implemented on the Android platform, which makes up the regret that the phase correlation method can not show the image features.

KEY WORDS: image mosaic, phase correlation, program design

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 图像拼接技术的研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3 本文的研究成果和内容安排 3

1.3.1 研究成果 3

1.3.2 内容安排 4

第二章 图像拼接算法研究 5

2.1 图像拼接技术的定义 5

2.2 图像拼接技术的流程 5

2.3 图像预处理 5

2.3.1 图像预处理的常用算法 6

2.3.2 预处理方法综合比较 7

2.4 图像配准 8

2.4.1 图像配准的常用算法 8

2.4.2 配准方法综合比较 10

2.5 图像融合 10

2.5.1 图像融合的常用算法 10

2.5.2 融合方法综合比较 11

第三章 基于Matlab的图像拼接程序 12

3.1 图像预处理 12

3.2 图像配准 13

3.2.1 平移变换下的配准原理与程序设计 13

3.2.2 平移变换下的程序测试与分析 14

3.2.3 平移、旋转和缩放下的配准原理与程序设计 14

3.2.4 平移、旋转和缩放下的程序测试与分析 19

3.3 图像融合 20

3.3.1 图像融合算法原理与程序设计 20

3.3.2 图像融合程序测试与分析 20

第四章 基于Android平台的图像特征点配准 22

4.1 环境配置 22

4.2 程序编写 22

第五章 程序测试与结果分析 25

5.1 Matlab程序测试与分析 25

5.1.1 图像拼接程序测试 25

5.1.2 程序结果分析 27

5.2 手机APP运行测试与结果分析 28

5.2.1 APP运行测试 28

5.2.2 测试结果分析 30

第六章 总结与展望 32

6.1研究总结 32

6.2 算法改进 32

6.3 对图像拼接技术的展望 33

致谢 34

参考文献 35

2. 绪论

1.1 引言

在图像处理领域，图像拼接是其重要组成部分。该技术能够选择多个相互联系的图像碎片，依据碎片边缘进行不同图像碎片之间的匹配和拼接，最终得到一副完整的图像；或者是选择多幅有一定重叠部分的图片，依据重叠部分进行图像配准，通过拼接和融合操作得到一副角度更广、视觉信息更丰富、分辨率更高的图像。

近年来，由于数字图像采集器材的更新换代和数据处理能力的飞速进步，人们在科研工作以及生产实践中更加频繁地通过清晰完整的数字图像进行信息分析，但是在拍摄照片时，由于距离、角度等原因，某些较大的物体不能够通过一张图片进行完整呈现，单一的角度也不能够满足研究人员对全景分析的要求。应用在数码相机上的一些硬件设备，比如广角镜头和滤镜，可以满足研究人员的一定需求，但是这些设备通常价格高昂且不易使用，更有甚者会造成图形边缘的扭曲。为了使研究人员能够获取宽角度、高分辨率的完整图像，图像拼接技术应运而生，这项技术将图像处理技术与计算机处技术结合起来，大大降低了对图像采集设备的要求，生活中经常使用的数码相机或者手机上的摄像头均能够作为图像采集设备供研究人员使用。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：28092字