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中国科技论文在线精品论文 2022年第2期15卷 152-159页

作者：杨英伟薛伟徐以东哈尔滨工程大学信息与通信工程学院哈尔滨150001

鉴于全景图像拼接所需的重叠比例大,拼接时间长,提出了一种小重叠区单目红外全景图像的快速拼接算法。首先,待拼接的红外图像序列通过搭载于云台的红外图像探测器绕轴定点均匀拍摄采集得到,之后在感兴趣区域(region of interest,ROI)内... 详细信息

鉴于全景图像拼接所需的重叠比例大,拼接时间长,提出了一种小重叠区单目红外全景图像的快速拼接算法。首先,待拼接的红外图像序列通过搭载于云台的红外图像探测器绕轴定点均匀拍摄采集得到,之后在感兴趣区域(region of interest,ROI)内使用改进加速的小重叠区红外图像配准算法得到相邻图像的配准信息,确定相邻图像的重叠区域,然后统计重叠区域的亮度信息进行亮度差异调节以获得整体图像的视觉一致性,亮度调整后的重叠区域图像通过使用三角函数权重的方式进行图像融合,最后对剩余的待拼接图像重复上述步骤,得到过渡自然、视觉一致性良好的超宽视野红外全景图。在Ambarella平台上的实测结果表明,该方法能够成功拼接重叠区域较小(6%)的红外图像,拼接速度快,实时性高,具有良好的应用前景和实用价值。

关键词：信息处理技术图像拼接小重叠区单目

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基于Ambarella CV22的单目红外全景图像拼接算法研究

基于Ambarella CV22的单目红外全景图像拼接算法研究

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作者：杨英伟哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着信息时代的发展,尤其在安防监控领域,人们需要在有限大小的屏幕上显示更多的图像信息。图像拼接技术在此方面大有可为,并已在医疗影像,安防监控,车载全景智能辅助和遥感影像等领域广泛应用。但是当前的全景拼接技术对于待拼接图像... 详细信息

随着信息时代的发展,尤其在安防监控领域,人们需要在有限大小的屏幕上显示更多的图像信息。图像拼接技术在此方面大有可为,并已在医疗影像,安防监控,车载全景智能辅助和遥感影像等领域广泛应用。但是当前的全景拼接技术对于待拼接图像之间的重叠度要求较高,生成全景图所需的图像数目较大,难以满足实际应用中的实时性要求,与此同时,多摄像机同时采集图像进行拼接的方法成本较高,而且目前尚未有一套完善的针对小重叠区域图像的拼接方案。结合校企合作课题“基于小重叠区的单目红外全景拼接图像系统”,本文开展了针对小重叠区域的单目红外全景图像拼接算法的研究,主要成果如下:首先,针对在图像重叠比例较小的情况下基于特征点的图像配准算法特征点数目少,特征匹配误差大的问题,以及基于区域的图像配准算法模板选择困难,计算量大的问题,提出了一种基于ROI限定区域的归一化积相关模板匹配的图像配准方法,能够实现小重叠区域图像间的精确配准。首先根据图像采集参数建立了图像采集的模型,据此估计出图像间重叠区域的大致范围,以此为参考在配准过程中设定ROI区域,提高了小重叠区域情况下图像配准的精确度,减少了信息处理量,然后基于积分图的思想改进了归一化积相关模板匹配算法,将配准速度提升了两个数量级,求解得到两图像之间精确的重叠区域。其次,本文的拼接对象为红外序列图像,由于采集过程中目标场景存在低温高温区,温差的存在使得待拼接图像之间存在明显的亮度不一致现象,严重影响拼接全景图的视觉一致性效果。针对上述问题,本文基于特定区域的亮度信息对拼接图像进行亮度一致性校正,消除了拼接缝隙,解决了多帧红外图像拼接过程中的明暗相间问题,明显改善了红外全景拼接图的主观视觉效果。并在此基础上提出了基于正余弦函数权重的图像融合算法,在狭小的重叠区域内实现了更自然平滑的过渡,成功实现红外序列图像的无缝拼接。最后,基于所提算法,构建了单目红外全景图像拼接系统,在Ambarella CV22平台上成功实现了14幅红外序列图像的拼接,得到视觉效果良好的360°红外全景图像。本文算法能够在5.9%小重叠区域情况下实现多幅图像之间的拼接,这是其它算法不能实现的。本文算法的拼接速度快,能够满足产品应用的实时性要求。并且,本文方案在摄像头个数上具备成本优势,无需预先标定相机参数,在产品的大规模工业生产中具有优势,具有良好的应用前景。

关键词：红外图像全景拼接小重叠区单目

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