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轻小型无人机高光谱影像拼接研究

光谱学与光谱分析 2019年第6期39卷 1885-1891页

作者：易俐娜许筱张桂峰明星郭文记李少聪沙灵玉中国矿业大学(北京) 北京100083 中国科学院光电研究院北京100094 中国科学院大学北京100049

轻小型、低成本无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)机载光谱成像仪的快速发展为水质监测、精准农业提供了新的手段。ZK-VNIR-FPG480机载高光谱成像仪是国产仪器,拥有自主产权,影像共有270个波段,光谱范围为400~1 000 nm,光谱分辨率为3... 详细信息

轻小型、低成本无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)机载光谱成像仪的快速发展为水质监测、精准农业提供了新的手段。ZK-VNIR-FPG480机载高光谱成像仪是国产仪器,拥有自主产权,影像共有270个波段,光谱范围为400~1 000 nm,光谱分辨率为3 nm,空间分辨率为0.9 m@1 km,成像方式为运动推扫成像,该成像仪的特点是影像之间不存在航向重叠,只存在旁向重叠。它在提供高光谱、高空间分辨率影像的同时也存在着一系列问题:①无人机的狭窄视场限制了每条航带的地面覆盖范围,需要进行航带拼接;②其自带的POS系统定位精度低;③为提高作业效率,航带间的重叠率较低,一般设置在30%左右,为影像拼接增加了困难;④因飞行时受风力、光照以及仪器自身等影响使得每条航带间存在亮度差异,拼接时会出现拼接缝现象。针对上述问题提出一种基于曲面样条函数和相位相关的无人机高光谱影像拼接方法,旨在将无人机拍摄的单条高光谱航带拼接成一幅完整的带有地理坐标的全景图,并实现影像几何和光谱上的匹配。该方法包括以下几个步骤:首先,以正射影像为基准采用曲面样条函数法对高光谱航带进行地理配准,赋予每条航带真实的地理坐标;然后采用局部方差法计算各波段信噪比,取分值最高的波段作为最优波段;再利用该最优波段采用基于2幂子图像的相位相关算法来纠正航带间已经存在的地理空间映射关系,消除航带间存在的错位;最后选用加权平均融合法对相邻航带进行融合,消除航带拼接时因光照、仪器自身等影响所产生的拼接线问题,最终得到带有绝对地理坐标的高光谱全景图。实验使用ZK-VNIR-FPG480机载高光谱成像仪获取大理某地区的高光谱数据进行拼接,结果表明,该拼接方法得到的全景图拼接处没有错位现象,几何位置准确。选取4种典型地物拼接前后的光谱曲线,其曲线走向基本一致,计算拼接影像与拼接前左右影像的光谱角余弦均值为0.9652,光谱相关系数均值为0.8632,光谱信息散度均值为0.4240,欧式距离均值为0.4941,四种光谱曲线相似性测度指标客观上显示了曲线的高度相似性,表明拼接前后同名点的光谱匹配度高,适用于无人机高光谱数据的拼接。该方法不仅提高了拼接影像的地理坐标精度,还在消除拼接缝的基础上最大限度的保证了光谱的保真性,并通过引入2幂子图像解决了影像在重叠度低的情况下配准算法失效的问题。但拼接前相邻航带同名点间存在光谱差异,且高光谱数据量大,拼接耗时多,如何利用重叠区域的像素修正系统误差,统一拼接图像的度量空间以提升光谱精度和稳定性并提高拼接速度仍是今后需要解决的问题。

关键词：高光谱影像影像拼接曲面样条函数法信噪比相位相关法加权平均融合

顾及地形坡度的SRTM和ASTER加权融合

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测绘通报 2020年第4期 121-124页

作者：郑婷婷陈传法刘洪涛山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590 济南市勘察测绘研究院山东济南250101

为了克服现有SRTM和ASTER各自缺陷,提升公共DEM精度,本文提出了一种顾及地形坡度的SRTM和ASTER加权融合方法。首先对两种DEM进行地理配准;然后计算不同坡度等级下SRTM和ASTER的高程误差,并得到DEM融合权重;最后采用加权平均法对SRTM和AS... 详细信息

为了克服现有SRTM和ASTER各自缺陷,提升公共DEM精度,本文提出了一种顾及地形坡度的SRTM和ASTER加权融合方法。首先对两种DEM进行地理配准;然后计算不同坡度等级下SRTM和ASTER的高程误差,并得到DEM融合权重;最后采用加权平均法对SRTM和ASTER进行融合。高精度控制点的检验表明:融合后DEM精度有明显提高,相比于原始SRTM和ASTER高程误差,标准差分别降低了5.65 m和1.20 m。

关键词： SRTM ASTER 加权平均融合坡度精度

基于Fourier-Mellin变换的液晶显示屏显示缺陷检测

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激光与光电子学进展 2017年第12期54卷 300-309页

作者：朱炳斐陈文建李武森张峻乾南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

针对液晶显示屏(LCD)显示缺陷检测中待测图像出现的平移和旋转导致误检率过高,传统人工检测效率低、漏检率高,以及图像配准精度对缺陷检测准确率的影响等问题,提出一种基于Fourier-Mellin变换的LCD显示缺陷检测方法。基本原理是利用Four... 详细信息

针对液晶显示屏(LCD)显示缺陷检测中待测图像出现的平移和旋转导致误检率过高,传统人工检测效率低、漏检率高,以及图像配准精度对缺陷检测准确率的影响等问题,提出一种基于Fourier-Mellin变换的LCD显示缺陷检测方法。基本原理是利用Fourier-Mellin变换对标准图像和待测图像进行粗配准,通过加速稳健特征/尺度不变特征变换(SURF/SIFT)算法进行细配准,对标准图像和配准后的图像进行加权平均融合得到最终的配准图,最后利用局部自适应阈值分割和差影法检测缺陷,并标注缺陷的位置及信息。实验结果表明,提出的方法对平移和旋转的稳健性好,能够有效地检测出LCD显示缺陷,检测准确率达到98.667%。

关键词：机器视觉液晶显示屏显示缺陷检测 Fourier-Mellin变换加权平均融合局部自适应阈值分割差影法

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结合最佳缝合线和多分辨率融合的图像拼接

中国图象图形学报 2017年第6期22卷 842-851页

作者：谷雨周阳任刚冯秋晨鲁国智杭州电子科技大学通信息传输与融合技术国防重点学科实验室杭州310018 北京宇航系统工程研究所北京100076

目的针对图像拼接过程中,缝合线通过运动物体或配准不准确区域等情况导致融合图像出现鬼影、重影的问题,提出了一种基于差异图像加权的改进最佳缝合线算法,采用基于多分辨率和加权平均的分区图像融合算法解决了拼接线问题。方法首先将... 详细信息

目的针对图像拼接过程中,缝合线通过运动物体或配准不准确区域等情况导致融合图像出现鬼影、重影的问题,提出了一种基于差异图像加权的改进最佳缝合线算法,采用基于多分辨率和加权平均的分区图像融合算法解决了拼接线问题。方法首先将两幅图像的重叠区域划分为缝合线区域和过渡区域;在缝合线区域内,使用差异图像加权的最佳缝合线搜索准则构建准则值图像,基于动态规划思想来搜索得到最佳缝合线;基于缝合线生成掩码图像,并对重叠区域图像进行扩展,采用多分辨率融合算法实现了非严格重叠区域的融合;在过渡区域采用加权平均算法来消除拼接线。结果采用含有大量运动物体的图像序列对算法进行测试,实验结果表明,基于差分图像加权的最佳缝合线有效避开了大部分运动物体,当缝合线难以绕开运动物体时,能够尽量少地穿过运动物体;通过多分辨率和加权平均融合算法消除了拼缝等问题。结论提出的最佳缝合线算法能够有效地避免缝合线通过运动物体、配准不准确的区域,将多分辨率图像融合算法应用于非严格重叠图像融合,能够合成高质量的全景图像。

关键词：图像拼接最佳缝合线多分辨率融合加权平均融合

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基于Matlab的车辆图像的配准与融合

计算机工程与科学 2009年第4期31卷 43-45页

作者：曹洁李浩茹陈继开兰州理工大学电气工程与信息工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

采用模板匹配法对同源传感器视频采集到的车辆图像进行匹配,对所配准的图像采用加权平均的融合算法进行融合,可以获得对同一场景、同一目标更准确、全面、可靠的图像描述,从而实现对车辆图像特征的精确提取。通过Mat-lab仿真实验表明,... 详细信息

采用模板匹配法对同源传感器视频采集到的车辆图像进行匹配,对所配准的图像采用加权平均的融合算法进行融合,可以获得对同一场景、同一目标更准确、全面、可靠的图像描述,从而实现对车辆图像特征的精确提取。通过Mat-lab仿真实验表明,该方法能更有效地提取车辆图像特征,达到对车辆外型的准确描述。

关键词：模板匹配算法加权平均融合 Matlab 车辆图像车辆外型

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一种三角函数权重的图像拼接算法

红外技术 2017年第1期39卷 53-57页

作者：汪丹刘辉李可周威湖南师范大学物理与信息科学学院湖南长沙410006

针对传统加权平均融合算法和渐入渐出融合算法仍然存在相对明显的拼接痕迹,提出一种三角函数权重的图像拼接算法。首先,对参考图计算图像重叠区域从左边界开始每一列像素所占重叠区的比例,将其用相应的角度表示;然后计算角度对应余弦值... 详细信息

针对传统加权平均融合算法和渐入渐出融合算法仍然存在相对明显的拼接痕迹,提出一种三角函数权重的图像拼接算法。首先,对参考图计算图像重叠区域从左边界开始每一列像素所占重叠区的比例,将其用相应的角度表示;然后计算角度对应余弦值的平方,将此结果作为参考图的权重信息;对于目标图,计算靠近右边界的每一列所占重叠区的比例,并用角度表示,然后计算该角度对应正弦值的平方,将此结果作为目标图的权重;最后用计算得到的2个非线性的权重对两幅图进行图像拼接。实验结果表明无论摄像机是否在曝光差异较大情况下进行拍摄,改进的图像融合算法效果更好。

关键词：加权平均融合渐入渐出融合三角函数权重图像融合曝光差异

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一种适用于多媒体传感器网络的图像拼接算法

计算机应用研究 2012年第5期29卷 1970-1973页

作者：熊哲源樊晓平刘少强李勇周钟智中南大学信息科学与工程学院长沙410075 湖南财政经济学院网络化系统研究所长沙410205

为充分利用有限的资源产生高分辨率、宽视角图像,考虑到相邻无线视频节点之间的信息冗余性,提出一种适用于无线多媒体传感器网络的图像拼接算法。使用分块搜索算法进行图像配准以降低能耗,改进绝对差值和算法以提高图像配准的精度,并使... 详细信息

为充分利用有限的资源产生高分辨率、宽视角图像,考虑到相邻无线视频节点之间的信息冗余性,提出一种适用于无线多媒体传感器网络的图像拼接算法。使用分块搜索算法进行图像配准以降低能耗,改进绝对差值和算法以提高图像配准的精度,并使用渐进渐出的加权平均算法对图像进行缝合,图像拼接之后与基站间的通信量减少,可以有效降低网络负载。仿真实验结果表明,所提出的算法在保证一定图像配准精度和图像质量的情况下,计算复杂度较低,可以有效节约能量。

关键词：无线多媒体传感器网络图像拼接分块搜索加权平均融合

基于LoFTR算法的图像拼接算法研究与实现

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科学技术与工程 2022年第30期22卷 13363-13369页

作者：田爱奎王康涛张立晔魏丙财山东理工大学计算机科学与技术学院淄博255000 山东省大数据发展创新实验室淄博255000

针对传统算法图像匹配准方法提取特征点不精确、鲁棒性低、低纹理下很难识别到特征点等问题,提出了一种新的局部图像特征匹配方法,替代传统的顺序执行图像特征检测,描述和匹配的步骤。首先在原图像提取分辨率为1/8的粗略特征,然后平铺... 详细信息

针对传统算法图像匹配准方法提取特征点不精确、鲁棒性低、低纹理下很难识别到特征点等问题,提出了一种新的局部图像特征匹配方法,替代传统的顺序执行图像特征检测,描述和匹配的步骤。首先在原图像提取分辨率为1/8的粗略特征,然后平铺为一维向量,并为其添加位置编码,将组合结果输入Transformers模块中的自注意力层和交叉注意力层,最后输入可微分匹配层后得到置信矩阵,为该矩阵设置阈值和相互最近标准,从而得到粗略的匹配预测。其次是在精细层次上细化良好的匹配,在建立精匹配之后,通过变换矩阵到统一的坐标下,实现图像重叠区域对齐,最后通过加权平局融合算法对图像进行融合,实现对图像的无缝拼接。使用Transformers中的自注意力层和交叉注意力层来获取图像的特征描述符。实验结果表明,在特征点提取方面,LoFTR算法比传统的SIFT算法,无论在低纹理区域还是纹理比较丰富的区域提取的都更精确,同时使用此方法得到的拼接效果比传统经典算法拼接的效果更好。

关键词：图像拼接图像特征匹配 LoFTR算法加权平均融合

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基于改进最佳缝合线的图像拼接方法

计算机工程与设计 2018年第7期39卷 1964-1970页

作者：张翔王伟肖迪南京工业大学电气工程与控制科学学院江苏南京211800 海军医学研究所航空医学研究室上海200433

针对图像拼接中运动物体过于靠近缝合线造成重影和鬼影的现象,提出一种改进的最佳缝合线图像拼接方法。用SURF和ORB算法对特征点提取描述,采用PROSAC算法去除误匹配,利用提纯后的内点对待拼接图像进行RGB曝光差异矫正,用形态学操作和颜... 详细信息

针对图像拼接中运动物体过于靠近缝合线造成重影和鬼影的现象,提出一种改进的最佳缝合线图像拼接方法。用SURF和ORB算法对特征点提取描述,采用PROSAC算法去除误匹配,利用提纯后的内点对待拼接图像进行RGB曝光差异矫正,用形态学操作和颜色饱和度差异改进能量函数,在最佳缝合线搜索准则中加入局部信息权重,结合融合带和加权平均融合的方法进行图像融合。实验结果表明,该方法能有效消除缝合线和鬼影,提高图像拼接质量。

关键词：图像拼接最佳缝合线特征点提取描述子加权平均融合