一种基于仿射不变特征的图像拼接方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于仿射不变特征的图像拼接方 法。
【背景技术】
[0002] 图像拼接技术是数字图像处理中一个重要的分支领域，是指将具有重叠区域的多 幅图像拼接成一幅具有更大视野范围的无缝高分辨率图像。图像拼接技术已广泛地应用于 医学图像处理、全景图像合成、遥感图像处理、虚拟现实等领域，具有很强的商用价值，并且 逐渐成为众多学者感兴趣的研宄方向。现有的图像拼接主要包含两个关键技术：图像配准 和图像无缝融合，按照配准的方法，大致可将图像拼接方法分为基于像素亮度差优化的方 法、基于变换域的方法、基于区域匹配的方法以及基于特征匹配的方法。其中，基于特征匹 配的方法由于对不同特性的图像特征容易提取，且提取的特征点不易受到旋转、光照变化 的影响，具有较强的鲁棒性和稳定性，因而得到广泛应用。
[0003] 但是，基于特征匹配的方法有基于尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform，SIFT)的图像匹配方法，SIFT特征点信息量丰富，对图像亮度变化、旋转和尺度 缩放具有良好的不变特性，但是SIFT特征描述符为128维数据，计算效率较低。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：针对现有的利用SIFT特征计算效率低的问题，提供一种基于 仿射不变特征的图像拼接方法，拼接效果好，耗时短。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] -种基于仿射不变特征的图像拼接方法，包括以下步骤：
[0007] (1)对待拼接图像采用SURF算法提取图像特征点，并对特征点进行描述；
[0008] (2)通过基于BBF机制的Kd-树算法对特征点进行图像匹配，并采用随机抽样一致 性算法剔除误匹配点对；
[0009] (3)通过渐入渐出法对图像进行融合，消除拼接缝隙。
[0010] 作为优选，所述步骤（1)中包括以下子步骤：
[0011] (11)对待拼接图像进行仿射参数采样，首先对炜度角0进行等比采样：1， a, a2.. .an，a>l，其中a ，n = 5,然后对经度角0进行等差采样：0，b/t.. .kb/t，其中 b = 72°，t = 11/cos 0 |，k 为满足 kb/t〈180。的最后一个整数；
[0012](12)根据采样得到的参数序列，利用公式：
[0013]
【主权项】
1. 一种基于仿射不变特征的图像拼接方法，其特征在于，包括以下步骤： (I) 对待拼接图像采用SURF算法提取图像特征点，并对特征点进行描述； ⑵通过基于BBF机制的Kd-树算法对特征点进行图像匹配，并采用随机抽样一致性算 法剔除误匹配点对； (3)通过渐入渐出法对图像进行融合，消除拼接缝隙。
2. 根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述步骤（1)中包括以下子步 骤： (II) 对待拼接图像进行仿射参数采样，首先对炜度角Θ进行等比采样：l，a，a2... an， a>l，其中
，η = 5,然后对经度角0进行等差采样：0，b/t. . . kb/t，其中b = 72°， t = 11/cos Θ I，k为满足kb/t〈180。的最后一个整数； (12) 根据采样得到的参数序列，利用公式：
计算得出仿射模拟后的图像I，其中I'为输入的原图像； (13) 对图像I采用Harris特征检测器提取特征点； (14) 利用SURF描述符对特征点进行描述。
3. 根据权利要求2所述的图像拼接方法，其特征在于，所述步骤（13)中包括以下子步 骤： (131) 计算图像在X和Y两个方向上的梯度I〖和0，
其中③表示卷积运算； (132) 使用高斯函数g(x，y，〇)对I〗、g和IxIy进行高斯加权，得到M矩阵中的各个 元素；
为加权函数； (133) 计算每个像元的Harris相应值R:R= {R:detM-a (trM)2〈t}，并将小于阀值t 的R的值置为〇,其中detM为矩阵M的行列式，trM为矩阵M的直迹，a = 〇. 08 ; (134) 在5x5的邻域内进行非最大值抑制，局部最大值点即为图像中求得的Harris角 点。
4. 根据权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述步骤（2)中包括以下子步 骤： (21) 根据数据点集建立Kd-树，并构建最优队列； (22) 将Kd-树的根节点压入队列，检测该树节点表示的空间中是否有更好的最近邻， 提取出最优先节点； (23) 继续检索最优先节点，重复步骤（22)，直到优先队列为空。
【专利摘要】本发明公开了一种基于仿射不变特征的图像拼接方法，包括以下步骤：(1)对待拼接图像采用SURF算法提取图像特征点，并对特征点进行描述；(2)通过基于BBF机制的Kd-树算法对特征点进行图像匹配，并采用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对；(3)通过渐入渐出法对图像进行融合，消除拼接缝隙。本发明的一种基于仿射不变特征的图像拼接方法首先对待拼接图像采用改进的SURF算法提取图像特征点，并对特征点进行描述，使得提取的特征点具备仿射不变性，之后采用基于BBF机制的Kd-树算法对特征点进行匹配，提高了算法运算速度。
【IPC分类】G06T3-40, G06T5-50
【公开号】CN104751412
【申请号】CN201510197160
【发明人】文凯, 吴翠先, 刘欣, 范文倩
【申请人】重庆信科设计有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月23日