[发明专利]一种基于SIFT特征的大场景图像拼接系统

说明书

一种基于SIFT特征的大场景图像拼接系统涉及一种图像拼接系统，提出了一种基于SIFT特征提取算法对采集到的大量的大场景图像进行全景拼接的改进算法，同时开发出了一款对大场景图像进行拼接的客户端系统。该系统包括图像的选取、图像基本操作、图像预处理、图像特征点的提取、特征匹配及预览界面、输出模块以及全景图生成模块，其中，全景图像拼接系统界面采用c++的wxWidgets库进行搭建，可使系统具有跨平台的特点；特征匹配模块的实现采用对图像局部区域使用SIFT算法进行特征提取的方案，使用c++编写生成控制台EXE以供界面系统调用，提取特征集写入到临时文件中；同理，图像融合模块也采用此种方法实现。

技术领域

本发明涉及一种图像拼接方法，提出了一种基于SIFT特征提取算法对采集到的大量的大场景图像进行全景拼接的改进算法，同时开发出了一款对大场景图像进行拼接的客户端系统。

背景技术

图像拼接技术是一种将一组有重叠信息的图像拼接成一幅宽视角、高分辨率的全景图的技术。最早始于摄影技术，人们通过手工方式把具有重叠区域的图片拼接在一起来获得更宽视野的图像，早期主要应用于航空和卫星照片的拼接合成。随着信息技术和微电子技术的快速发展，很多领域都需要高分辨率、宽视野的图像如医学领域、卫星遥感，同时数码摄像机的普及使得普通大众也可以方便地拍摄图像。

通常情况下，由于照相机等成像设备的限制，无法获取大面积区域的图像，所以需要利用图像拼接技术将获取的遥感图像序列拼接成大的全景图像。图像拼接技术一直是图像处理领域的研究热点，它通过计算机，运用数字配准和融合技术将一组具有重叠部分的图像或连续多帧视频图像，拼接成一个无缝的全面的大场景视图。而随着虚拟现实技术和计算机视觉技术的发展，人们希望可以通过照相机对景物进行连续拍摄，自动生成全景照片即全景照相，这同样是以图像拼接技术为基础的。图像拼接技术已经成为图像处理领域的一个非常重要的研究方向，在当今医学、摄影学、数字视频和视频通信等领域都有着广泛的应用，在现实生活、生产中都发挥着举足轻重的作用。

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，目前使用的较多的是基于特征点的特征匹配方法，如SIFT、SURF、ORB、BRISK等，然而缺陷在于有的方法匹配准确度较高但匹配速度较慢、有的提取速度快准确度不高。因此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。

目前，图像拼接技术中，大多采用SIFT进行特征匹配，但是由于SIFT特征提取会产生较多的特征点，在进行特征点匹配时耗时较久，无法满足对大量的高分辨率图片进行拼接或进行视频实时拼接的要求。因此，本发明提出通过计算照相机的转动速度结合图像分割判断图像间的重叠区域，在重叠区域内对图像进行特征提取，筛选特征点较多的区域来进行特征匹配，由此达到在不损失图像拼接质量的情况下提高拼接速度的目标。

发明内容

针对图像拼接过程中SIFT算法提取特征点速度较慢，容易陷入卡顿的问题，提出了只对有效重叠区域进行特征提取的方法；并结合对重叠区域进行划分筛选特征点后再对特征点进行匹配的方法，对拍摄到的大场景图片进行拼接，提高拼接的速度。

1.基于SIFT特征的大场景图像拼接系统，其特征在于：

该系统包括图像的选取、图裁切及蒙版、图像预处理、图像特征点的提取、特征匹配及预览界面、特征点添加、图像融合参数设置以及生成全景图像；

无人机在空中进行图像的采集，通过网络将采集到的图片传回图片接收服务器，将无人机采集到的图像进行选取，每次选取相同格式的图像或者选取云台环绕拍摄的视频文件。

图像裁切和蒙版：如果待处理的图像中包含水印，软件提供了水印去除功能，同时对于尺寸超过1024*980的图片，利用软件对图片进行裁剪。