统筹图像变换与缝合线生成的无参数影像拼接

作者：高炯笠; 吴军; 刘祺昌; 徐刚

来源：中国图象图形学报, 2020, 25(05): 1007-1018.

• 图像拼接
• 图像变换
• 图像融合
• 缝合线生成
• 全景影像
• 薄板样条变换

目的为解决小重叠度、大视角影像自然拼接问题,提出一种统筹图像变换和缝合线生成过程的影像拼接新方法。方法主要包括两部分:1)将单应性映射引入到薄板样条变换(thin plate spline,TPS)并建立二次图像变换模型,在同一变换框架下进行全局单应性透视变换及基于径向基函数的局部映射调整,实现拼接影像透视特性良好保持与减少局部变形,且有效满足缝合线控制点无误差配准计算需要; 2)根据控制点像素配准精度优于非控制点像素配准精度,对基准影像控制点集进行三角构网,并从中搜索初始缝合线,结合二次配准模型参数和动态规划匹配过程,获得控制点更密集且配准误差总体最小的最终缝合线,有效抑制图像融合时鬼影现象的产生,且计算实现上更简单。结果对两组标准影像进行拼接测试,并与3种方法(双单应性变换(dual-homography warping,DHW)、平滑变化的仿射拼接(smoothly varying affine stitching,SVA)、尽可能投影(as-projective-as-possible,APAP)的移动直接线性变换拼接(image stitching with moving direct linenr transform(DLT))对比,本文方法拼接影像局部变形失真最小、匹配控制点配准精度最高:在railtracks影像训练集(trarning set,TR)、测试集(test set)上分别为0和2. 27;在temple影像训练集TR、测试集TE上分别为0和1. 46;不同场景多路采集视频影像拼接透视特性保持良好,视觉效果自然。结论本文方法影像拼接时无先验知识要求、参数可线性求解,整体视觉效果流畅、重叠区域与非重叠区域过渡平滑,具有较好的应用价值。

• 单位
  中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 桂林电子科技大学; 自动化学院