基于分块匹配的图像拼接技术研究
图像拼接调研报告
图像拼接的调研报告1.图像拼接的意义和国内外研究现状1.1 意义图像拼接（image mosaic）技术是将一组相互间存在重叠部分的图像序列进行空间配准，经重采样融合后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术。
图像拼接是数字图像处理领域的一个重要的研究方向，在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像分析、计算机图形等领域有着广泛的应用价值。
图像拼接技术一个日益流行的研究领域，是虚拟现实、计算机视觉、计算机图形学和图像处理等领域的重要研究课题，在宇宙空间探测、海底勘测、医学、气象、地质勘测、军事、视频压缩和传输、视频的索引和检索、物体的3D重建、军事侦察和公安取证、数码相机的超分辨率处理等领域都有广泛的应用。
因此，图像拼接技术的研究具有很好的应用前景和实际应用价值。
1.2 国内外研究现状。
关于图像拼接的方法国内外已有不少的论文发表，其算法大致可分为基于模型的方法，基于变换域的方法，基于灰度相关的方法和基于特征的方法，而如何提高图像拼接的效率，减少处理时间和增强拼接系统的适应性一直是研究的重点。
①基于模型：1996年，微软研究院的Richard Szeliski提出了一种2D空间八参数投影变换模型，采用Levenberg-Marquardt迭代非线性最小化方法（简称L-M算法）求出图像间的几何变换参数来进行图像配准。
这种方法在处理具有平移、旋转、仿射等多种变换的待拼接图像方面效果好，收敛速度快，因此成为图像拼接领域的经典算法，但是计算量大，拼接效果不稳定。
2000年，Shmuel Peleg等人在Richard Szeliski的基础上做了进一步的改进，提出了自适应图像拼接模型，根据相机的不同运动而自适应选择拼接模型，通过把图像分成狭条进行多重投影来完成图像的拼接。
这一研究成果推动了图像拼接技术的进一步的发展，从此自适应问题成为图像拼接领域新的研究热点。
匹兹堡大学的Sevket Gumustekin对消除在固定点旋转摄像机拍摄自然景物时形成的透视变形和全景图像的拼接进行了研究。
基于分块处理的图像压缩技术研究
基于分块处理的图像压缩技术研究随着科技的发展和社会的进步，数字信息已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
我们的手机、电脑、平板等设备在日常使用中都离不开数字图像。
而数字图像又必然会产生巨大的数据量，因此，数字图像压缩技术应运而生。
本文将探讨基于分块处理的图像压缩技术，并重点关注其在实际应用中的表现。
一、图像压缩技术的基本概念图像压缩技术可以分为有损和无损两种。
无损压缩技术对原始数据的精度没有任何损失，但是压缩率相对较低。
有损压缩技术可以显著地降低数据量，但压缩过程中会对图像质量造成一定程度的影响，牺牲图像质量以换取更高的压缩比。
二、基于分块处理的图像压缩技术分块处理是一种划分图像数据的方法，它将大的图像数据分割成若干个小的数据块进行处理。
基于分块处理的图像压缩技术利用了图像数据的冗余性，在压缩过程中只对每个小块进行处理，从而达到了更高的压缩比。
分块处理的主要步骤包括：1）图像分块；2）对每个块进行离散余弦变换（DCT）处理；3）量化；4）编码。
（1）图像分块图像分块是将原图像数据划分为若干个大小相等、无重叠的小块，并将每个小块作为单独的压缩单元进行处理。
常见的块大小为8*8、16*16和32*32个像素。
（2）离散余弦变换（DCT）DCT是一种将空间域上的数据变换到频率空间中的处理方法，在图像压缩中常用。
它将每个小块中的8*8个像素点的数值转换成相应的频率系数，因此，只需要保存这些系数就可以还原出原图像。
（3）量化量化是指对DCT系数进行截断，从而减小数据量。
在此过程中需要选定一个量化矩阵，将每个DCT系数按照矩阵中的数值进行四舍五入取整。
由于图像的高频系数往往对图像质量的影响更大，所以量化矩阵中高频系数的数值会比低频系数的数值更大，以便更好地抑制高频噪声。
（4）编码编码是将量化后的DCT系数转换成比特流，从而实现数据的压缩。
常见的编码方法包括霍夫曼编码、游长编码和差分编码等。
三、基于分块处理的图像压缩技术的实际应用基于分块处理的图像压缩技术已经被广泛应用于数字影像、视频流、存储设备和网络数据传输等领域。
医学影像中图像拼接算法研究及应用
医学影像中图像拼接算法研究及应用医学影像学是医学领域中一个重要的分支。
通过影像学，可以让医生看到人体内部的各种结构和病变情况，从而辅助医生做出正确的诊断和治疗方案。
在医学影像学中，图像拼接算法是一个重要的技术。
本文将对医学影像中图像拼接算法进行研究并探讨其应用。
一、图像拼接算法概述图像拼接算法是指将多个图像拼接成一个大图的过程。
在医学影像学中，我们需要将多个照片组合起来形成一个更大的图像，以获取更多的信息。
比如，一个医生需要查看一位患者的肺部 X光片，但是单张 X 光片无法提供足够的信息。
在这种情况下，医生需要将多张 X 光片组合起来，形成一个更大的图像，以便于观察病变情况。
在图像拼接算法中，有许多不同的方法，比如基于特征点匹配的方法、基于全景相机的方法等。
这些算法的原理不尽相同，但基本思路都是通过将多个图像进行重叠、配准，最终得到一个完整的图像。
在医学影像中，由于影像本身质量已经很高，因此图像拼接算法主要考虑匹配精度和速度。
在保证匹配精度的基础上，加快算法速度是至关重要的。
二、医学影像中图像拼接算法应用图像拼接算法在医学影像中有着广泛的应用。
下面列举几个典型例子：1. CT/MRI 三维成像：在 CT/MRI 检查中，由于扫描的限制，通常只能得到患者某一部位的截面图像。
利用图像拼接算法，可以将这些截面图像拼接成一个三维图像，进一步帮助医生观察病变情况，并制定更为准确的治疗方案。
2. 医学图像拼接：医学图像拼接是将多张医学影像拼接成一幅更大的图像，以获得更全面、更精确的信息。
比如，在组成灰度图像的过程中，通过图像拼接可以有效地减少噪声和影像缺陷，提高影像质量。
3. 远程会诊：利用图像拼接技术，医生们可以方便地进行远程会诊。
在原始数据的互联网传输过程中，医生们可以利用拼接技术对这些数据进行重组和按需修改，以便于进行病人的会诊。
三、医学影像中图像拼接算法研究医学影像中图像拼接算法的研究主要集中在两个方面。
影像融合技术介绍
影像融合技术介绍影像融合技术是指将不同传感器或不同源的图像信息进行综合处理，以得到更全面、准确和丰富的图像信息的一种技术。
它通过将多幅图像进行特征提取、匹配和合成，使得融合后的图像具有更高的清晰度、更丰富的颜色和更多的细节信息。
影像融合技术在军事侦察、环境监测、资源管理、城市规划等领域具有广泛的应用前景。
单尺度融合是指将同一时刻、同一地点拍摄的多幅图像进行融合，提高图像的质量和信息量。
常见的方法包括加权平均法、最大值法和小波变换法。
加权平均法是将多个相同分辨率的图像进行加权平均处理，其中权重取决于图像的亮度或对比度。
这种方法不仅能够减少噪声，还能够提高图像的对比度和细节。
然而，它并不能处理不同分辨率的图像，也无法保留图像中的边缘信息。
最大值法是选择多个图像中像素值最大的那一个作为最终的像素值。
这种方法能够增强图像的边缘，但容易导致图像的亮度过高或过低。
此外，它也不能处理不同分辨率的图像。
小波变换法是将多个图像进行小波变换，然后进行小波系数的融合，再进行逆变换得到最终的融合图像。
小波变换法能够在多个分辨率上提取图像的细节信息，并保留图像的边缘信息，适用于处理不同分辨率的图像。
多尺度融合是指将不同分辨率的图像进行融合，以得到更全面、准确和细节丰富的图像信息。
常见的方法包括金字塔融合法和基于分块的融合法。
金字塔融合法是将多个分辨率的图像进行金字塔分解，然后进行融合。
这种方法能够提取图像在不同尺度上的特征信息，并保留图像的细节和边缘。
但它存在计算复杂度高的问题。
基于分块的融合法是将多个图像分成不同的块，然后通过像素匹配和像素修复的方法进行融合，最后将融合后的块拼接成完整的图像。
这种方法能够保持图像的整体性和一致性，但需要对图像进行分割和匹配处理，计算复杂度较高。
除了以上的方法，还有基于深度学习的影像融合技术，它利用深度卷积神经网络对图像进行特征提取和融合，有效地提高了融合效果。
总之，影像融合技术是将不同传感器或不同源的图像进行综合处理，以得到更全面、准确和丰富的图像信息的一种技术。
如何利用图像处理技术实现图像拼接
如何利用图像处理技术实现图像拼接图像拼接是指将多个不完整或局部的图像拼接在一起，以生成一张完整的图像。
图像拼接技术在计算机视觉和图形学领域中得到广泛应用，可以用于实现全景图像、卫星地图、医学影像等各种应用场景。
利用图像处理技术实现图像拼接主要包括以下几个步骤：特征提取、特征匹配、几何校正和图像融合。
特征提取是图像拼接的关键步骤之一。
特征提取是为了提取图像中具有代表性和稳定性的特征点或者特征描述子，以用于后续的特征匹配。
常见的特征提取方法包括SIFT（尺度不变特征变换）、SURF（加速稳健特征）和ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）等。
接下来是特征匹配。
特征匹配是为了找到两幅图像中对应的特征点，从而建立它们之间的几何关系，为后续的几何校正做准备。
特征匹配方法可以根据特征描述子的相似度、几何关系和一致性进行选择。
常见的特征匹配算法包括FLANN（快速库近似最近邻搜索）和RANSAC（随机抽样一致性）等。
几何校正是指通过对图像进行变换和旋转，将特征匹配后的图像对准。
在几何校正过程中，需要计算图像之间的旋转和平移变换矩阵。
对于大规模的图像拼接任务，可能需要考虑相机畸变校正和透视变换等问题。
几何校正方法包括仿射变换和透视变换等。
最后是图像融合。
图像融合是将拼接后的图像进行混合和平滑处理，使得拼接的边界平滑自然，达到无缝融合的效果。
图像融合方法主要包括线性混合、多分辨率融合和优化算法等。
通过合理选择图像融合方法，可以获得更好的拼接效果。
除了以上步骤，还可以通过一些先进的技术来提升图像拼接效果。
例如，利用深度学习可以提取更高级的图像特征，并实现更准确的特征匹配。
多视图几何和结构光等技术也可以用于实现更精确的几何校正。
总之，利用图像处理技术实现图像拼接是一个复杂而有挑战性的任务。
通过特征提取、特征匹配、几何校正和图像融合等步骤的组合应用，可以实现高质量的图像拼接结果。
随着计算机视觉和图形学技术的不断发展，图像拼接的方法和效果也在不断提升，为各种应用场景提供了更好的解决方案。
图像拼接论文
基于特征点的图像拼接算法研究指导教师：学生姓名：学号：专业：计算机技术院（系）：信息工程学院完成时间：2013年11月摘要:图像拼接(image mosaic)技术是将一组相互间重叠部分的图像序列进行空间匹配对准，经重采样合成后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术。
图像拼接的过程由图像获取，图像配准，图像合成三步骤组成。
其中图像配准是整个图像拼接的基础。
本文研究了基于特征图像配准算法。
利用基于特征Harris角点检测算法提取出初始特征点对，实现实现特征点对的精确匹配。
最后用加权平均对实现图像融合。
实验证明该算法适应性较强，在重复性纹理、旋转角度比较大等较难自动匹配场合下仍可以准确实现图像配准。
同时该算法准确率高，鲁棒性强，具有较高的使用价值。
关键词：：图像拼接图像配准特征点图像合成Abstract:Image mosaic is a technology that carries on the spatial matching to a series of image which are overlapped with each other, and finally builds a seamless and high quality image which has high resolution and big eyeshot．The image mosaic process consists of the following steps．Image acquisition, image registration, image fusion．fusion．Image registration is the important foundation of image mosaic．This article has studied a image registration algorithrm feature-based image registration algorithm．Firstly, corners are extracted using improved Harris operator to extract the initial feature point pairs. Then, the correct matching feature point pairs are used to realize the image registration．Finally,use the Weighted Average Fusion Rule to fuse the images.The experiment results indicate this algorithmhas better registration results under a variety of conditions such as different light ,bigger rotation and repetitive texture.At the same time, this algorithm has good effect in image registration, high accurate rate, strong robustness，higher use value．Key words:Image mosaic Image registration Feature points Image fusion目录第一章绪论 (1)1.1图像拼接的研究意义 (1)1.2国外研究现状 (1)第二章图像拼接基本理论 (3)2.1成像基础 (3)2.1图像变换模型 (3)2.2 图像拼接流程 (6)2.3图像配准算法 (6)2.4图像合成 (8)第三章基于特征的图像配准 (9)3.1 基于点的特征提取 (9)3.2 基于Harris角点检测算法 (9)3.3 特征点匹配 (10)3.3 图像融合 (11)第四章实验分析 (11)4.1 实验 (11)实验结论 (13)参考文献 (14)第一章绪论1.1图像拼接的研究意义随着计算机技术的发展，计算机在各个学科领域得到了应用。
图像拼接技术研究与应用
图像拼接技术研究与应用图像拼接技术被广泛应用于虚拟现实、立体显示、卫星遥感等领域，它可以将多张图像拼接成一幅大图，扩大了图像的视野范围，提高了图像的信息量。
本文将介绍图像拼接技术的原理、算法和应用，并对未来的发展进行展望。
一、图像拼接技术的原理和算法图像拼接技术主要有两种方式：基于特征点匹配的图像拼接和基于全景拼接的图像拼接。
基于特征点匹配的图像拼接是指通过人工标定或自动检测的特征点进行图像匹配，找到两幅或多幅图像中相同特征点的对应关系，并对图像进行配准操作，最后将各个图像拼接成一幅整体图像。
常见的特征点包括边缘、角点和斑点等，其中，边缘和角点在图像变换过程中不易改变，因此在特征点匹配中具有较高的可靠性。
一般采用的特征点匹配算法有SIFT算法、SURF算法和ORB算法等。
基于全景拼接的图像拼接是指将多幅图像拼接成一幅全景图像，通过对图像的几何变换、测量和拼接等多种技术手段实现。
其优点是可以实现大面积连续拍摄的图像拼接，并且具有几何精度高、图像质量好、显著性强等特点。
常见的全景图像拼接算法有：小波变换、多分辨率分割、分块匹配等。
二、图像拼接技术的应用图像拼接技术广泛应用于虚拟现实、立体显示、卫星遥感等领域。
下面就这几个领域展开介绍。
1、虚拟现实虚拟现实技术是指利用电脑生成的仿真环境，使用户可以与虚拟的三维环境进行互动、探索和沟通的技术。
在虚拟现实中，图像拼接技术可以将多张全景图像拼接成一幅连续的全景图，从而提高虚拟环境的真实感和沉浸感。
2、立体显示立体显示技术是指通过特定显示设备，在屏幕上呈现出立体图像的技术。
在立体显示中，需要生成两个或多个视角的图像，并将其拼接成一个立体图像显示出来。
图像拼接技术可以将多个视角的图像拼接在一起，生成一个立体图像，实现更加逼真的立体显示效果。
3、卫星遥感卫星遥感技术是指利用卫星对地面进行距离观测、光谱观测、图像观测和雷达观测等，获取地球表面的信息，为自然资源管理、环境变化监测、灾害预警等提供数据支持。
基于模板匹配的全景图像拼接
２００８年第４期福建电脑基于模板匹配的全景图像拼接王诚１，李琳２（１．湖北美术学院公共课部湖北武汉４３００６１２．武汉科技大学计算机学院湖北武汉４３００６１）【摘要】：图像拼接在制作全景图中具有重要的作用。
本文提出了一种很健壮的区域模板，它采用Ｍｏｒａｖｅｃ算子定位出特征物体区域，并在次区域上构建基准模板，有效地提高了匹配的可靠性。
在模板匹配中采用加权相似性度量的方法，该方法提高了相似性度量的可靠性。
另外，通过采用一种融合的拼接算法，得到了较平滑的全景图像。
试验结果证实了算法的有效性。
【关键词】：全景图；图像拼接；Ｍｏｒａｖｅｃ算子；特征模板１．引言相邻图像的配准及拼接是全景图生成技术的关键，有关图像配准技术的研究至今已有很长的历史，其主要的方法有以下两种：基于两幅图像的亮度差最小的方法和基于特征的方法。
本文采用基于特征模板匹配特征点的拼接方法。
该方法允许待拼接的图像有一定的倾斜和变形，克服了获取图像时轴心必须一致的问题，同时允许相邻图像之间有一定色差。
试验证明采用该方法进行全景图拼接有较好的效果。
全景图的拼接主要包括以下４个步骤［１］：图像的预拼接，即确定两幅相邻图像重合的较精确位置，为特征点的搜索奠定基础。
特征点的提取，即在基本重合位置确定后，找到待匹配的特征点。
图像矩阵变换及拼接，即根据匹配点建立图像的变换矩阵并实现图像的拼接。
最后是图像的平滑处理。
２．基于特征模板匹配的图像拼接２．１基本原理对于待拼接的两幅图像，在第二幅图像的左侧选取一定大小的模板矩阵（一般为５×５到２１×２１个像素），在第一幅图的右侧搜索找到与其相关性最大的模板矩阵，然后计算出两幅图像重叠的位置。
通过坐标映射，最终实现拼接。
２．２Ｍｏｒａｖｅｃ选取特征模板采用Ｍｏｒａｖｅｃ算子进行特征区域提取的依据是对于一个模板窗口计算其Ｘ方向、Ｙ方向及正负４５度方向的最小灰度方差值，并与预先设定的阈值进行比较。
对于彩色图像可以采用将图像转化为灰度图来处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于分块匹配的图像拼接技术研究
图像拼接技术作为计算机视觉领域一个很重要的工具，被广泛
应用于医学图像、卫星影像、文化遗产等领域。
其中基于分块匹
配的图像拼接技术是最为常用的一种方法。
本文将从以下几个方
面对这种技术进行研究和探讨。
一、基础原理
基于分块匹配的图像拼接技术主要是在进行图像拼接时，将图
像划分成多个块，然后对块之间进行匹配，找出相似度高的块进
行拼接。
这种方法主要涉及到以下三个方面的问题：
1、如何进行块的划分？
块的划分主要是根据图像的几何结构进行的，通常是通过网格
等方式进行划分，同时要确保块的大小适中。
2、如何计算块之间的相似度？
块之间的相似度计算主要是通过比对两个块之间的颜色、纹理、形状等特征来进行的。
通常采用特征描述符进行特征提取，然后
用一些相似性度量的方法来计算块之间的相似度。
3、如何进行最终的图像拼接？
最终的图像拼接是通过将相似度高的块进行匹配和拼接来实现的。
这个过程通常是先进行块级别的拼接，然后通过优化算法进行整体拼接，以达到最佳效果。
二、参考文献
基于分块匹配的图像拼接技术已经被广泛应用于各个领域。
本文在研究中参考了以下几篇相关的文献。
1、 Luo J, Shi J. Feature match of large images based on fixed patches[J]. Journal of computer-aided design & computer graphics, 2011, 23(10): 1196-1201.
该文献主要研究了大图像拼接中的块匹配问题，通过固定块的大小和数量进行拼接，提高了系统的匹配速度和图像质量。
2、 Pan R, Xiang S, et al. A Randomized Algorithm for Seamless Image Cloning[J]. IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, 2011, 17(8): 1046-1056.
该文献主要研究了基于块匹配算法的高效图像拼接技术，通过采用随机算法优化块匹配结果，提高了图像拼接的精度和速度。
3、 Li C, Xu F, et al. An effective and efficient algorithm for automatic image stitching[J]. IEEE Transactions on Image Processing, 2011, 20(12): 3660-3671.
该文献主要研究了一个基于分块匹配的图像拼接算法，并将其实现到一个自动拼接系统中。
该系统在实际应用中表现良好，具有较高的实用价值。
三、应用案例
基于分块匹配的图像拼接技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
以下是几个具有代表性的应用案例。
1、医学图像拼接
医学图像拼接是指将多个医学图像拼接成一个大尺寸的图像，以便医生可以更好地观察病人的病情。
基于分块匹配的图像拼接技术可以有效地拼接不同扫描方式的医学图像，提高了诊断的准确性和效率。
2、卫星影像拼接
卫星影像拼接是指将多个卫星拍摄的地球表面图像拼接成一张完整的地球表面影像，以便科学家可以更好地研究地球环境。
基于分块匹配的图像拼接技术可以解决不同角度、不同光照下的影像匹配问题，提高了拼接效果。
3、文化遗产拼接
文化遗产拼接是指将多个文化遗产的图像拼接成一个大尺寸的图像，以便人们可以更好地了解文化遗产的历史和文化价值。
基
于分块匹配的图像拼接技术可用于增强文物的视觉效果，如修复拼缀破碎文物，重建古代建筑等。
总之，基于分块匹配的图像拼接技术是一种高效、精准和灵活的图像拼接方法。
随着计算机视觉技术的不断发展，这种方法在未来的应用前景将会越来越广阔。