機載廣域掃描大視場紅外圖像拼接是對機載紅外成像器獲取的高空間分辨率的圖像序列進行拼接,從而獲得大視場、高空間分辨率的航拍紅外圖像,其在軍事偵查、災害救援等領域中具有非常高的應用價值。與一般的圖像拼接不同,本文描述的拼接是一種帶伺服信息的有序圖像拼接。圖像拼接包含圖像配準、捆綁調(diào)整和圖像融合三大步驟。傳統(tǒng)的捆綁調(diào)整方法采用LM算法對全部圖像的相機參數(shù)進行聯(lián)合求解,然而,大視場圖像拼接處理的圖像數(shù)量巨大,導致LM算法的迭代求解時間過長,甚至出現(xiàn)迭代過程不收斂的情況。大視場圖像拼接采用增量式拼接模式,該模式下無法對全部圖像進行捆綁調(diào)整。針對以上問題,本文改進了捆綁調(diào)整方法,以此為基礎設計并實現(xiàn)了機載廣域掃描大視場紅外圖像拼接軟件。針對掃描大視場圖像拼接中圖像數(shù)量較多,導致捆綁調(diào)整運行時間長、算法不收斂的問題,本文提出了一種基于交替方向乘子法（ADMM）的捆綁調(diào)整方法,該方法利用ADMM算法代替LM算法對全部圖像的相機參數(shù)進行聯(lián)合求解,使所有匹配特征點對的殘差的平方和最小。相比于傳統(tǒng)的捆綁調(diào)整方法,該方法在大規(guī)模的圖像拼接中收斂性更好,收斂速度更快。機載廣域掃描拼接軟件需要采用增量式的拼接模式... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要工作以及章節(jié)安排
2 機載廣域掃描大視場圖像拼接需求分析
    2.1 圖像拼接技術
    2.2 機載廣域掃描紅外圖像獲取
    2.3 機載廣域掃描大視場圖像拼接特點分析
    2.4 本章小結
3 基于特征點的圖像配準算法
    3.1 圖像預處理
    3.2 特征點檢測
    3.3 特征點匹配
    3.4 特征匹配提純
    3.5 特征點檢測算法對比實驗
    3.6 圖像預處理對特征點匹配的影響
    3.7 本章小結
4 圖像配準中的捆綁調(diào)整方法
    4.1 相機參數(shù)與圖像投影
    4.2 基于LM算法的捆綁調(diào)整
    4.3 基于ADMM算法的捆綁調(diào)整方法
    4.4 捆綁調(diào)整實驗
    4.5 增量式相機參數(shù)優(yōu)化
    4.6 本章小結
5 基于最優(yōu)拼接線的多分辨率圖像融合算法
    5.1 加權平均融合
    5.2 多分辨率融合
    5.3 基于圖割的最優(yōu)拼縫融合
    5.4 基于最優(yōu)拼接線的多分辨率融合
    5.5 圖像融合算法對比實驗
    5.6 本章小結
6 機載廣域掃描大視場紅外圖像拼接軟件
    6.1 軟件總體設計
    6.2 圖像拼接流程與多線程實現(xiàn)
    6.3 實驗結果與分析
    6.4 本章小結
7 總結與展望
    7.1 本文內(nèi)容總結
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士期間參與發(fā)表的論文與專利
附錄2 攻讀碩士期間參與的科研課題


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于改進SIFT算法的視頻圖像序列自動拼接[J]. 盧斌,宋夫華.  測繪科學. 2013(01)
[2]基于滑動窗口與多幀補償?shù)淖赃m應盲元檢測與補償算法[J]. 顧國華.  紅外技術. 2010(07)
[3]基于蟻群算法的正射影像鑲嵌線自動選擇[J]. 張劍清,孫明偉,張祖勛.  武漢大學學報(信息科學版). 2009(06)
[4]基于對數(shù)極坐標映射的圖像拼接方法[J]. 李忠新,茅耀斌,王執(zhí)銓.  中國圖象圖形學報. 2005(01)
[5]基于霍夫變換和相位相關的圖像配準方法[J]. 李中科,吳樂南.  信號處理. 2004(02)
[6]一種全自動穩(wěn)健的圖像拼接融合算法[J]. 趙向陽,杜利民.  中國圖象圖形學報. 2004(04)
[7]圖像拼接的改進算法[J]. 方賢勇,潘志庚,徐丹.  計算機輔助設計與圖形學學報. 2003(11)

博士論文
[1]機載圖像拼接關鍵技術研究[D]. 董強.中國科學院大學(中國科學院長春光學精密機械與物理研究所) 2018

碩士論文
[1]航空遙感圖像配準與拼接算法研究[D]. 劉超然.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]畫幅式紅外圖像拼接技術研究[D]. 樊佩琦.中國兵器科學研究院(昆明物理研究所) 2018
[3]海空背景大幅面全景圖像拼接技術研究[D]. 黃建平.電子科技大學 2018
[4]無人機遙感農(nóng)田全景圖像拼接技術研究[D]. 王茜.西北農(nóng)林科技大學 2017
[5]基于ORB特征的無人機遙感圖像拼接技術研究[D]. 劉婷婷.天津理工大學 2017
[6]基于SURF的圖像拼接算法研究[D]. 曹君宇.云南大學 2016
[7]大區(qū)域無人機航拍圖像拼接算法研究[D]. 周行.國防科學技術大學 2015
[8]基于遙感信息的戰(zhàn)場態(tài)勢可視化技術研究[D]. 許敏.解放軍信息工程大學 2004



本文編號：3266939