数字图像拼接方法研究进展
基于SIFT特征点的图像拼接技术研究
基于SIFT特征点的图像拼接技术研究一、本文概述图像拼接技术作为计算机视觉领域的重要研究方向，旨在将多幅具有重叠区域的图像进行无缝连接，生成一幅宽视角或全景图像。
这一技术在许多领域都有着广泛的应用，如遥感图像处理、虚拟现实、全景摄影等。
近年来，随着数字图像处理技术的快速发展，基于特征点的图像拼接方法因其高效性和稳定性受到了广泛关注。
其中，尺度不变特征变换（SIFT）作为一种经典的特征提取算法，在图像拼接中发挥着重要作用。
本文旨在深入研究基于SIFT特征点的图像拼接技术，分析其基本原理、算法流程以及关键步骤，并通过实验验证其在实际应用中的效果。
文章将介绍SIFT算法的基本原理和特征提取过程，包括尺度空间的构建、关键点检测和描述子的生成等。
将详细阐述基于SIFT特征点的图像拼接流程，包括特征匹配、几何变换模型的估计、图像配准和融合等步骤。
同时，还将讨论在拼接过程中可能出现的问题和相应的解决方法。
本文将通过实验验证基于SIFT特征点的图像拼接方法的有效性。
实验中，将使用不同场景和不同类型的图像进行拼接，分析算法在不同情况下的性能表现。
还将与其他图像拼接算法进行对比，以评估SIFT算法在图像拼接中的优势和局限性。
文章将总结基于SIFT特征点的图像拼接技术的研究成果和实际应用价值，并展望未来的研究方向和发展趋势。
通过本文的研究，旨在为图像拼接技术的发展和应用提供有益的参考和借鉴。
二、SIFT算法原理尺度不变特征变换（Scale-Invariant Feature Transform，SIFT）是一种广泛应用于图像处理和计算机视觉领域的特征检测和描述算法。
SIFT算法的核心思想是在不同的尺度空间上查找关键点，并计算出关键点的方向，生成一种描述子，这个描述子不仅包含了关键点，也包含了其尺度、方向信息，使得特征具有尺度、旋转和亮度的不变性，对于视角变化、仿射变换和噪声也保持一定的稳定性。
SIFT算法主要包括四个步骤：尺度空间极值检测、关键点定位、关键点方向赋值和关键点描述子生成。
无人机图像拼接算法的研究及实现
无人机图像拼接算法的研究及实现随着近年来无人机技术的飞速发展，无人机图像拼接技术也得到了广泛的应用。
该技术可以将无人机拍摄得到的相邻区域的图像进行拼接，生成高分辨率的全景图像，提供了一种高效的地图制作和空中监测的手段。
本文将从无人机图像拼接的原理入手，分析其算法的研究，介绍常见的图像拼接算法以及其应用场景，并在最后给出一个无人机图像拼接的实现实例。
一、无人机图像拼接原理无人机的航拍图像拼接是借助现代数字图像处理技术来实现的。
该技术需要处理大量的数据，并结合图像的特征进行定位，将相邻图像进行拼接，生成全景图像。
以下是无人机图像拼接的原理图：如图所示，相机通过对地面连续拍摄，得到多幅重叠区域较多的图像。
在无人机图像拼接中，首先需要对相机进行标定，得到相机的内外参数。
然后，根据每张拍摄的图像的特征，例如SIFT特征，计算出每幅图像的特征点。
接着，通过匹配不同图像之间的特征点，建立不同图像之间的关系。
最后，运用优化算法对关系进行优化，完成图像拼接，生成全景图像。
二、无人机图像拼接的算法研究目前，无人机图像拼接的算法主要有以下几种：1. 基于特征点匹配的无人机图像拼接算法这种算法主要的思路是在多副图像上提取一些稀有的、具有代表性的特征点。
然后根据特征点的相似程度进行匹配，得到匹配点对。
匹配点对的质量好坏非常重要，其正确率和准确度直接决定了拼接后的图像质量。
这种算法的核心是对特征点的提取和匹配两个部分的处理。
由于SIFT, SURF和ORB等算子在特征提取和匹配上有着良好的效果，因此应用广泛。
2. 基于区域分割的无人机图像拼接算法该算法主要是先将输入的拍摄图像进行区域分割，将该图像分为多个区域，然后根据区域之间的相似度，通过一系列的变换操作，将这些不同区域的图像配准后合并起来生成全景图像。
这种算法具有很好的兼容性和可扩展性，能够处理不同场景和不同光照下的图像拼接。
但是该算法也存在着一些缺陷，例如耗费计算时间比较长而导致对计算机处理性能的要求比较高。
图像拼接算法研究
图像拼接算法研究引言图像拼接是一项在计算机视觉领域中被广泛研究和应用的技术。
它的目的是将多张部分重叠的图像融合成一张完整的图像，从而实现对大尺寸场景或广角视野的展示。
随着数字摄影技术的发展和智能手机的普及，图像拼接技术也逐渐受到了更多的关注和需求。
一、图像拼接的基本原理图像拼接的基本原理是通过将多张图像进行对齐、配准和融合等处理，最终合成一张完整的图像。
一个典型的图像拼接过程包括以下几个步骤：1. 特征提取和匹配在图像拼接之前，首先需要对图像进行特征提取，通常使用SIFT、SURF等算法来检测图像中的关键点和描述子。
然后，通过比较不同图像中的特征点，利用匹配算法找出相对应的特征点对。
2. 图像对齐和配准根据匹配得到的特征点对，可以利用几何变换来对图像进行对齐和配准。
最常用的变换包括平移、旋转、缩放和透视变换等。
通过变换参数的优化，可以使得多张图像在对应的特征点处重叠得更好。
3. 图像融合在完成对齐和配准后，下一步就是将图像进行融合。
常用的融合方法包括加权平均法、多分辨率融合法和无缝克隆法等。
这些方法在保持图像平滑过渡和消除拼接痕迹方面都有一定的优势和适用场景。
二、图像拼接算法的发展与研究现状随着数字图像处理和计算机视觉技术的不断发展，图像拼接算法也得到了长足的发展和改进。
早期的图像拼接算法主要依赖于几何变换和像素级别的处理，但是随着深度学习和神经网络的兴起，基于特征的图像拼接方法逐渐成为主流。
1. 传统方法传统的图像拼接方法主要基于光流估计、图像配准和基础几何变换等技术。
例如，基于RANSAC算法的特征点匹配和单应性矩阵估计，可以实现对图像进行准确的拼接和质量控制。
然而，这些方法在处理拼接边缘和重叠区域的细节时往往存在一定的问题。
2. 基于特征的方法基于特征的图像拼接方法主要利用卷积神经网络（CNN）或循环神经网络（RNN）等深度学习模型进行特征提取和匹配。
这些方法通过学习局部特征表示和上下文关系，可以进一步提高拼接图像的质量和鲁棒性。
基于深度学习的图像拼接算法研究
基于深度学习的图像拼接算法研究随着数字技术的不断发展，图像处理技术的应用正在不断拓展。
图像拼接是一项在数字图像处理领域中被广泛应用的技术，旨在将多幅图像拼接成一张大图像。
常见的图像拼接应用包括全景图像、高分辨率图像和区域扫描图像等。
而基于深度学习的图像拼接算法，可以为图像处理提供更高效、更精准的解决方案。
图像拼接算法的发展历程图像拼接作为一项复杂的数字图像处理任务，其算法的发展历程也经历了多个阶段。
早期的图像拼接算法主要采用的是基于特征匹配的方法，这种方法主要通过寻找多幅图像中的共同特征点，并将它们进行匹配。
然而，基于特征点匹配的方法存在一些固有的问题。
一方面，特征点的提取和匹配需要依赖于人工经验和专业知识，存在一定的主观性和误差性。
另一方面，当存在大量镜像、反转、旋转等场景时，该方法容易出现匹配错误。
随着计算机视觉领域的不断发展，图像拼接技术的应用也逐渐进入了深度学习的时代。
近年来，深度学习技术的不断进步，推动了基于深度学习的图像拼接算法的出现。
这种方法采用了卷积神经网络（Convolutional Neural Network，CNN）等高级算法，可以在图像拼接过程中自动学习特征，避免了传统算法中的手工特征提取和匹配过程，从而提高了匹配的精度和效率。
基于深度学习的图像拼接算法的优点相比于传统的基于特征点匹配的图像拼接算法，基于深度学习的图像拼接算法具有以下优点：1. 免去传统算法中的手工特征提取和匹配过程，自动提取图像的共性和差异性。
2. 相对于传统算法，深度学习算法对于不同场景和光照条件下的图像变换更具有适应性，能够准确识别不同的相机位置和旋转角度，从而避免匹配错误的情况。
3. 在大型数据集合和复杂图像拼接中的表现更优，可以更好地处理大规模和高维度的图像数据。
4. 可以适用于多种应用场景，包括全景图像、高分辨率图像、区域扫描图像等。
基于深度学习的图像拼接算法的应用图像拼接技术广泛应用于多个领域，如航空测量、医学图像分析、遥感数据处理、虚拟现实等。
全景图像拼接技术研究及应用
全景图像拼接技术研究及应用近几年，全景图像（Panorama）的应用越来越广泛，如旅游景点展示、地图制作、VR（虚拟现实）和AR（增强现实）等应用。
全景图像拼接技术是实现全景图像的关键技术，其主要目标是将多幅重叠的图像拼接为无缝的全景图像。
本文将着重探讨全景图像拼接技术的研究现状和应用。
一、全景图像拼接技术的研究现状1. 传统方法传统的全景图像拼接方法主要包括两种：基于特征点法和基于区域分割法。
前者是将所有图像的特征点匹配，并基于配对点拼接成全景图像；后者则是通过图像的最大重叠区域来进行拼接，适用于图像没有重大的形变或视角变化等情况。
这两种方法的缺点都是易受噪声和遮挡等问题的影响，导致拼接的效果不理想。
2. 基于深度学习的方法近年来，深度学习技术的崛起对于全景图像拼接技术的提升也起到了重要的作用。
通过使用卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNN），可以提高全景图像拼接的效率和准确性。
2016年，百度提出了一种名为“DeepPano”的深度学习全景图像拼接算法，该方法利用神经网络从大量单张图像中学习特征和相机参数。
与传统方法相比，DeepPano算法具有更高的拼接速度和更好的拼接质量。
3. 基于视频的方法基于视频的全景图像拼接技术最近也引起了广泛的关注。
与多张照片的拼接不同，视频是连续的图像序列，具有更多的信息和上下文。
基于视频的全景图像拼接方法可以通过视频的连续性进一步提高拼接效果。
二、全景图像拼接技术的应用1. 地图制作全景图像拼接技术在地图制作上有广泛的应用。
通过利用卫星遥感图像、无人机摄影图像等数据源，可以快速生成高质量的地图制品，研究人员还利用全景图像拼接技术在地图中嵌入了VR功能，以帮助用户更好地了解地理信息。
2. 旅游景点展示全景图像拼接技术在旅游景点展示上也有广泛的应用。
通过拍摄景区周围的多张照片，将其拼接成一张完整的全景图像，游客可以更好地了解景区的地形、景观等信息。
基于改进SIFT算法的图像拼接技术的研究
采样 点要和 与它相 邻 的点 比较 ，判 断出该 点是不是 比图
・１ ９ ６・电子ｔ ｌ ｔ ｎ
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ・ 技术 交 流
取 中的经典 算子 之一 ［ ６ ］ 。很 多算 子都是 在它 的基础 之上
改进 的， 比￣Ｈ ａ ｒ ｒ ｉ ｓ 算子［ 。 Ｍ ｏ ｒ ａ ｖ ｅ ｃ 优点就是：１ ）计算量小，实现简单快速。２ ）特 征 点提取 的比较 合理 ，可 以反 映图像 的结构 。３ ）抗 噪声 能力强。
Ｅ Ｌ Ｅ Ｃ Ｔ Ｒ Ｏ Ｎ Ｉ Ｃ Ｓ ＷＯ Ｒ Ｌ Ｄ・ 技术 交流
基 于改进Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ 算法 的图像拼接 技术的研 究
陕西黄 河集团有 限公 司 马文希 张 巧
【 摘要 】 在利用尺度不变特征 变换（ ｓ Ｉ Ｆ Ｔ ） 算法进行 图像拼接的过程 中，由￣Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ 算法存在着几个方面的问题 ，本文为解决这 几个问题 ，提 出了在Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ Ｓ － 成特征描述符之前，； ￣Ａ ． Ｍｏ ｒ ａ ｖ ｅ ｃ 算子所检测的特征点 ，理论上会解￣Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ 算法存在 的问题 。 【 关键词 】 Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ；Ｍｏ ｒ ａ ｖ ｅ ｃ ；特征 点检测 ；图像拼接
尽量让所有 的描述符都要具有比较好
文献中已经验证Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ 算法是 目前最为成功 的局部特征
提取算子。Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ 算法 的主要步骤是：１ ）建立Ｄ Ｏ Ｇ（ 高斯差分 的尺度空间）；２ ）尺度空间极值点的检测；３ ）极值点位置 的精确定位 ；４ ）关键 点的方 向分配 ；５ ）特征 点描述符的
１ ）特征点的提取程序 比较复杂度 ，需要进行计算 的时间太
长 。Ｓ Ｉ Ｆ Ｔ 算法利用卷积平滑的操作和加权直方 图的统计相 结合 的方法 ，所 以需要进行大量 的浮点运算，使得 复杂度 较高。２ ）由于生成 的特征 点太多 ，进而影 响 了匹配 的速
基于特征点的图像配准与拼接技术研究
基于特征点的图像配准与拼接技术研究一、本文概述1、图像配准与拼接技术的研究背景与意义随着数字图像处理技术的快速发展，图像配准与拼接技术在许多领域，如遥感图像分析、医学影像处理、虚拟现实、全景图像生成等，都发挥着重要的作用。
这些技术不仅可以提高图像处理的效率和准确性，还有助于获取更全面、更丰富的图像信息。
图像配准是指将两幅或多幅图像进行空间对齐的过程，目的是使图像中的同名点达到空间一致。
它是图像拼接、图像融合、目标跟踪等高级图像处理技术的基础。
图像拼接则是将两幅或多幅图像进行无缝连接，生成一幅更大视野、更高分辨率的图像。
图像配准与拼接技术的研究背景源于实际应用的需求。
在遥感图像处理中，由于成像设备的限制，往往需要通过多幅图像的拼接来获取更大范围的地理信息。
在医学影像处理中，通过图像的配准与拼接，医生可以更准确地诊断病情。
在虚拟现实和全景图像生成中，图像配准与拼接技术更是不可或缺。
随着和机器学习技术的发展，图像配准与拼接技术在自动驾驶、人脸识别、物体识别等领域的应用也日益广泛。
这些技术可以帮助机器更准确地理解和分析图像，从而提高系统的性能和效率。
因此，研究图像配准与拼接技术不仅具有重要的理论价值，还有广阔的应用前景。
通过深入研究这些技术，不仅可以推动图像处理技术的发展，还可以为相关领域的应用提供有力的技术支持。
2、国内外研究现状与发展趋势图像配准与拼接技术一直是计算机视觉领域的研究热点，近年来随着深度学习和大数据技术的发展，该技术得到了更广泛的应用。
特征点作为图像配准与拼接过程中的关键元素，对于提高配准精度和拼接质量具有重要意义。
在国外，基于特征点的图像配准与拼接技术研究起步较早，已经取得了较为成熟的成果。
许多学者和科研机构提出了多种经典算法，如SIFT、SURF、ORB等，这些算法在特征点提取、描述和匹配等方面表现出色，被广泛应用于各种场景下的图像配准与拼接任务。
同时，随着深度学习技术的兴起，一些基于深度学习的图像配准与拼接方法也相继涌现，这些方法通过学习大量数据来优化特征提取和匹配过程，进一步提高了配准精度和效率。
Matlab中的图像拼接方法与示例分析
Matlab中的图像拼接方法与示例分析图像拼接是数字图像处理领域中的重要任务，它能够将多张局部图像合并为一张完整的图像。
Matlab作为一种强大的工具，提供了多种图像拼接方法，本文将介绍其中常用的方法，并通过具体的示例分析其优劣和适用场景。
一、基于特征点匹配的图像拼接方法特征点匹配是一种常用且有效的图像拼接方法，它通过在图像中提取出稳定且唯一的特征点，然后根据这些特征点之间的相对位置关系进行图像的拼接。
在Matlab中，可以使用SIFT（尺度不变特征变换）算法来提取图像的特征点，然后使用RANSAC（随机一致性采样）算法对特征点进行匹配，并通过Harris角点检测算法来筛选出最佳的匹配点。
示例：将两张风景照片拼接成一张全景照片。
首先，使用SIFT算法提取两张照片的特征点，然后使用RANSAC算法对特征点进行匹配。
接着，通过Harris角点检测算法筛选出最佳的匹配点，并根据匹配点计算出图像间的转换矩阵。
最后，使用Matlab中的imwarp函数对图像进行变换，并使用imfuse函数将两张图像拼接在一起，得到最终的全景照片。
二、基于图像重叠区域的无缝拼接方法无缝拼接是指在图像拼接过程中，将多张图像合成为一张时，保持图像之间的连续性和平滑性，使得拼接后的图像看起来像是一张完整的图像。
在Matlab中，可以使用图像重叠区域的像素平均值或像素加权平均值来实现无缝拼接。
这种方法能够减少拼接过程中产生的明显拼接痕迹，使得拼接后的图像具有更好的视觉效果。
示例：将多张卫星图像拼接成一张地图。
首先，读入多张卫星图像，并确定它们之间的重叠区域。
然后，通过像素平均值或像素加权平均值来实现无缝拼接。
最后，使用Matlab中的imshow函数显示拼接后的地图图像。
三、基于图像内容的自动拼接方法自动拼接方法是指针对无法通过特征点匹配或像素平均值等方式进行拼接的图像，通过分析图像内容来实现图像的自动拼接。
在Matlab中，可以使用深度学习模型（如卷积神经网络）来对图像进行内容分析和特征提取，并根据提取的特征对图像进行拼接。
基于SURF的图像配准与拼接技术研究共3篇
基于SURF的图像配准与拼接技术研究共3篇基于SURF的图像配准与拼接技术研究1近年来，图像配准与拼接技术已经成为了数字图像处理的重要研究方向之一。
在许多应用领域中，例如遥感影像、医学影像、三维建模等，图像配准与拼接技术已经得到了广泛的应用。
随着计算机视觉技术的不断发展，图像配准与拼接技术也在不断的完善和提高。
其中一种最具有代表性的图像配准与拼接技术就是基于SURF的图像配准与拼接技术。
SURF（Speeded-Up Robust Features）是一种高效的图像特征提取算法，它可以在保证特征点数量和质量的同时，提高提取速度。
利用SURF算法提取的特征点几乎不受图像缩放、旋转、平移等变换的影响，具有较好的鲁棒性和准确性。
基于SURF算法的图像配准与拼接技术，可以较好地解决图像缩放、旋转、平移等问题，为数字图像处理提供了更好的技术保障。
在基于SURF的图像配准与拼接技术中，首先需要选取参考图像和待配准图像。
然后，利用SURF算法对两幅图像提取特征点，并进行特征点匹配。
通过对特征点的匹配，可以找到两幅图像之间的几何变换关系。
接下来，可以利用图像配准技术对待配准图像进行校正对准，从而使其与参考图像达到一致。
最后，可以利用图像拼接技术将校正后的待配准图像与参考图像进行拼接，得到最终的拼接结果。
其中，特征点匹配是图像配准与拼接的关键步骤之一。
SURF算法的特征点匹配策略使用的是一种特殊的描述子匹配算法——KD树。
KD树是一种数据结构，在高维空间中构建KD树，可以实现高效的最近邻搜索。
通过KD树可以快速地找到两幅图像中距离最近的特征点，并将其匹配起来。
通过特征点的匹配，可以计算出两幅图像之间的变换关系，并对待配准图像进行校正对准。
除了特征点匹配外，还有一些其他的关键步骤也需要注意。
例如，在图像配准中，需要对待配准图像进行坐标转换，从而使得其与参考图像的坐标系一致。
在图像拼接中，需要实现拼接过程中的图像去重、光照一致性等问题。
三维环境下的图像拼接算法研究与应用
三维环境下的图像拼接算法研究与应用随着技术的不断发展和进步，三维环境下的图像拼接算法逐渐成为了近几年来计算机视觉领域的热门研究方向。
因为三维环境下对图像的处理需要更高的精度和更强的可靠性，所以图像拼接在三维环境下的应用也具有相对高的要求。
一、三维环境下的图像拼接算法研究现状目前，三维环境下的图像拼接算法主要分为两大类：基于快速匹配的算法和基于深度信息的算法。
基于快速匹配的算法依赖于快速检测图像中特征点的技术，如SIFT算法和SURF算法等。
这种算法主要适用于特定场景拍摄的图像，比如室外风景、建筑群等。
基于深度信息的算法主要利用三角测量原理确定像素之间的距离，从而计算不同图像之间的深度，实现图像拼接。
二、基于深度信息的图像拼接算法在基于深度信息的算法中，主要有两种经典的方法：基于3D重建的拼接算法和基于多视图几何的拼接算法。
其中，基于3D重建的算法主要依赖于三维建模软件，如3Ds MAX等。
这种算法需要使用多张图像进行三维重建，然后将多个三维模型拼接起来，生成一个完整的三维环境模型。
与此类似的是，基于多视图几何的算法也需要多个视角的图像进行处理，依次计算每一张图像之间的相对位置和距离，根据三角测量原理确定像素间的深度，最终拼接成一个完整的三维场景。
三、基于快速匹配的图像拼接算法与基于深度信息的算法相比，基于快速匹配的算法更加通用，可以适应多种场景的图像拼接需求。
该类算法主要依赖于SIFT算法或SURF算法等形式，交叉匹配两幅图像间的特征点，从而计算两幅图像之间的变换矩阵，利用该矩阵对图像进行变换，实现拼接目的。
该类算法主要分为两种方法：图像拼接和图像融合。
图像拼接方法是最常见和直观的应用形式，即将两张或多张图像拼接在一起，形成一个完整的大图像。
这种方法通常需要处理一些残留和镜头变形等问题，但是在处理大图像时表现出的效果比较优秀，能够很好地保持图像的连续性和完整性。
图像融合方法主要用于处理图像中的光照问题，即将两张或多张图像的亮度、对比度和颜色等参数进行调整，以达到某种意图的目标。
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数字图像拼接方法研究进展余宏生1,2，金伟其1（1.北京理工大学光电学院，北京 100081；2.黄石理工学院数理学院，湖北黄石 435000）摘要：数字图像拼接是指将具有重叠区的多幅数字图像或多帧视频通过配准和融合获得单幅宽视场图像或者动态全景图。
数字图像拼接方法主要包括图像配准算法和图像融合算法。
根据待拼接图像和拼接图像的特点，介绍图像拼接的4种基本类型，说明图像拼接的研究意义，概述近年来图像拼接方法的研究状况，最后分析图像拼接方法的研究动向。
关键词：图像拼接；图像配准；图像融合；全景图；超分辨率图像中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1001-8891(2009)06-0348-06 Evolvement of Research on Digital Image Mosaics MethodsYU Hong-sheng1,2，JIN Wei-qi1(1.School of Optical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China;2. School of Mathematics and Physics, Huangshi Institute of Technology, Hubei Huangshi 435000, China)Abstract：Digital image mosaics can be defined as image registration and fusion of lots of overlapping digital images or multiple video frames into a single wide field of view image or dynamic panoramic image. Digital image mosaics methods include both image registration algorithm and image fusion algorithm. The goals of this paper are as follows; a) to introduce four basic types of image mosaics according to the character of to-be-mosaic images and mosaic image, and to explain the significances of image mosaics research, b) to summarize the state of research on image mosaics methods in recent years, c) to provide new direction for future research on image mosaics methods.Key words：panoramic image；image mosaics；image registration；image fusion；super-solution image引言数字图像拼接是指将具有重叠区的多幅数字图像或多帧视频图像通过数字配准和融合，获得单幅宽视场图像或者动态全景图。
目前，数字图像拼接技术被广泛应用于军事和民用领域（如卫星遥感[1]、海底勘探[2]、地表植被测绘[3]、无人机监视和搜索[4]、机器人视觉[5]、视频监控[6]、医学探查[7]、电子稳像[8]和虚拟现实[9]等）。
在实际应用场合中，待拼接的图像间往往存在以下特点：①平移、缩放、旋转等多种几何失真；②色度、亮度不一致；③场景中可能存在运动物体；④部分模糊失真；⑤图像的拍摄视点不同。
拼接后的静态全景图不仅应该满足人眼感知的基本要求，如色度和亮度一致、无明显拼接痕迹、没有拼接产生的黑边、没有由于运动物体引起的“鬼影”等，而且还应该满足特定应用场合的要求，如生成超分辨率图像、提高图像清晰度或生成3-D立体图像等。
动态全景图除满足上述要求外，还必须能够消除全局累积配准误差，实现运动目标跟踪、场景的自动切换等功能。
数字图像拼接技术受到国内外越来越多的关注，其算法研究也取得了令人瞩目的进展。
本文首先介绍图像拼接的分类，说明图像拼接技术的研究意义；然后介绍图像配准算法和图像融合算法的研究状况；最后分析图像拼接算法的最新研究动向。
1图像拼接的分类根据待拼接图像（输入）和拼接图像（输出）的图像类型来分类，图像拼接可以分为四种类型：基于静态图像的静态图像拼接、基于静态图像的动态图像拼接、基于视频序列的静态图像拼接和基于视频序列的动态图像拼接。
3483491.1 基于静态图像的静态图像拼接（Static imagemosaics from static images ，SIMFSI ）如图1，基于静态图像的图像拼接是指利用具有重叠区的k 幅静态图像I i1(x , y )，I i2(x , y )，…，I i k (x , y ), （k ≥2），通过数字配准和融合获得单幅宽视场静态图像I o (x , y )。
SIMFSI 技术是图像拼接技术的基础，不仅基于视频序列的拼接最终必须转换为基于静态帧的拼接，而且基于静态图像的拼接方法和研究成果都能够用于基于视频序列的拼接。
图1 基于静态图像的静态图像拼接 Fig.1 Static image mosaics from static images图2 (a)及(b)文献[10]中为两幅眼底血管造影图像，(c)为两幅图像的拼接结果。
从拼接图像(c)可更加全面地观察眼底血管的整体情况，即图像拼接方法等效地增大了共焦激光扫描检眼镜成像的视场角。
(a) (b) (c) 图2 眼底ICG 造影图像的拼接(a) (b)为两幅眼底ICG 造影图像, (c)为拼接结果。
Fig.2 The mosaic of Fundus ICG angiograms of eye(a) (b) A pair of Fundus ICG angiograms of eye,(c) The mosaicing results.1.2 基于静态图像的动态图像拼接（Dynamic imagemosaics from static images ，DIMFSI ）如图3，基于静态图像的动态图像拼接是指利用具有重叠区的k 幅静态图像I i1(x , y )，I i2(x , y )，…，I i k (x , y ), （k ≥2），通过配准和融合获得视频动态全景图I o (x , y , t )。
DIMFSI 技术本质上是将在时间上离散的二维图像空间转化三维视频空间。
图3 基于静态图像的动态图像拼接 Fig.3 Dynamic image mosaics from static images 在自然界中有很多缓慢变化的现象，例如生物细胞分裂、植物开花等过程达几小时至十几小时，甚至更长。
观察其全过程比较困难，可以采用间隔拍摄然后拼接成视频的方法人为加速所观察对象的变化速度，以便于观察和研究。
如果待拼接静态图像间存在几何失真或者色度、光照不一致的情况，就必须采用数字图像拼接技术进行拼接。
1.3 基于视频序列的静态图像拼接（Static imagemosaics from video sequences ，SIMFVS)如图4，基于视频序列的静态图像拼接是指利用多帧视频序列图像I i (x , y , t )，通过配准和融合获得单幅静态全景图I o (x , y )。
文献[11]采用视频序列图像拼接成全景图。
图5为视频序列图像的全景图拼接示意图。
(a)为8帧视频序列，(b)为拼接后的全景图像。
图4 基于视频序列的静态图像拼接 Fig.4 Static image mosaics from video sequences(a) (b)图5 视频序列图像的全景图拼接(a)为待拼接的视频序列图像1st-8th ；(b)为由视频序列得到的图像拼接结果Fig.5 The panorama mosaicked from video sequential images(a) sequential images to be mosaicked; (b)Image mosaic result obtained from sequential images.1.4 基于视频序列的动态图像拼接（Dynamic imagemosaics from video sequences ，DIMFVS)如图6，基于视频序列的静动态图像拼接是指利用连续拍摄的多帧视频序列图像I i (x , y , t )，通过配准和融合获得动态全景图I o (x , y , t )。
动态全景图指I o (x , y , t )的每一帧图像I o (x , y , t k )是由视频序列图像的前k 帧图像I i (x , y , t 1)，I i (x , y , t 2)，…，I i (x , y , t k )拼接而成的。
图7所示为由德国EMT 开发的小型无人机Luna [4]拍摄的9000帧视频图像拼接而成的动态全景图。
动态全景图可以按照摄像机的运动轨迹实时输出拼接的超宽视场动态图像，并能够根据拼接图像视场的大350小或者跟踪目标的位置自动切换场景。
图6 基于视频序列的动态图像拼接 Fig.6 Dynamic image mosaics from video sequences图7 约9000帧图像的拼接图 Fig.7 Mosaic from approximately 9000 image frames2 图像拼接的研究目前图像拼接技术的研究主要包括几个方面： 2.1 增大光学系统的视场角采用多个传感器获得不同视场的图像，然后利用图像拼接技术将这些图像实时拼接，形成更大视场的图像，可以等效地增大光学系统的视场角。
Tom Riley 等[6]将来自视场角部分重叠的三个不同位置监控摄像头的图像拼接成一幅动态全景图，有利于实时监控场景中的变化。
图8为三个摄像头的图像，图9为由三幅图像拼接的全景图。
图8 来自不同视场摄像机的三幅图像Fig.8Three images from cameras with different field of view图9 由三幅图像拼接的全景图Fig.9 Panoramic mosaics image from three images2.2 方便图像的检索、编辑、分析和理解通过获取场景和目标更多的信息生成大场景图像或三维立体图像，以利于图像的检索、编辑、分析和理解。