多视图像光度及几何配准算法研究

Research on multi-view image photometric and geometry registration algorithm

图像拼接是图像处理中一项重要技术,其突破了单个相机的视野限制,广泛应用在摄影测量与遥感、计算机视觉、应急测绘及军事等领域。图像拼接技术主要解决两个问题:几何配准和光度配准。小孔成像模型下的相机拍摄的多视图像间不可避免地存在视差,因此当拍摄场景不满足平面条件或图像不共心时,图像重叠区域不可避免地存在错位问题。将多张图像拼接到一起时,由于误差累积,拼接结果也可能会存在较大的变形,例如常见的透视变形等。这都将影响到基于拼接结果的后续任务,例如目标检测、图像分割等。因此提高几何配准精度,消除错位、变形问题是非常重要的。另外如果图像在使用不同相机、不同时间、不同视角、不同曝光等多变的条件下拍摄,图像间将会存在色彩不一致的问题,如果不加处理直接拼接到一起,会极大地影响拼接结果的观感度。因此如何消除或者减弱图像间的色彩不一致性,提高光度配准精度也是一个很重要的课题。论文对光度配准、几何配准这两个问题中的关键技术展开研究,并针对无人机、隧道两种场景下的图像拼接关键技术提出了创新性算法。主要工作内容及成果如下。