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[硕士论文] 班颖
控制理论与控制工程 东北大学 2008(学位年度)
摘要:图像拼接技术是多元图像信息处理中必不可少的一个重要环节,是数字图像处理和计算机视觉的基本组成部分;是用于解决数字成像设备自身的限制无法得到全景图像等问题的一种实用技术。图像拼接技术主要包含对待拼接图像的属性、几何结构的配准和空间坐标位置的配准,如果配准算法有较好的配准精度和自动化能力,就可以给拼接结果和后续处理工作提供宝贵的支持和效率保障。
   本文应用图像拼接技术解决了,应用扫描仪对整幅纸制军事地形图的数字化采集问题。针对军事地形图本身的固有特点,提出了根据其网格特征,网格交点特征和经纬度数字标注对待拼接地图的几何结构进行了控制点配准,校正了地形图的非线性几何畸变和旋转角度;在待拼接地图的空间坐标位置配准的过程中,提出了一种应用其最大RGB彩色特征区域匹配的配准技术,有效的实现了对整幅军事地形图的拼接,并对该部分做了软件系统实现。
   本文重点做了三个方面的主要工作:
   首先,对待拼接图像进行了黑版图、网格和网格交点的特征提取。针对本设计要求,提出了一种自动选取阈值的方法,对原始图像进行饱和度增强和分段线性对比度的增强;在彩色增强后的图像基础之上,采用了RGB空间的彩色分割技术,提取出了含有网格线、经纬度标注、房屋、道路等信息的黑版图,并对其进行了单值细化处理;在黑版图的基础上,应用Hough变换的线检测技术,并针对军用地形图的网格特点,提出一种适合本设计的线链接的方法,有效的提取出了地图中的网格线;之后对网格线进行拉伸,计算出网格线的交点特征。
   其次,对军事地形图的非线性几何畸变和旋转角度进行了校正。采用了基于栅格控制点的几何拉伸图像复原方法,该方法应用灵活,对各种不可预测的几何畸变均有良好复原效果,然后采用了双线性灰度级插补法,处理空间变换后图像中像素灰度级的赋值问题。对于非线性的畸变复原难点在于配准控制点对的选取,本文针对军事地形图的固有特点,根据网格交点计算出了配准控制点对;对于旋转角度的校正,创造性的采用了识别分类经纬度数字标注方法,获得了较好的配准效果。
   最后,对军事地形图进行了空间坐标位置配准。本文依据彩色特征的交互相关配准准则测评待拼接图片间的配准区域的相似程度,其中,选取含有控制点的配准区域是一个难点,本文应用了一种根据含有彩色特征的频数,自动选取边缘重叠区内最大彩色特征区域作为配准区域的方法,取得了较好的效果,并且应用空间坐标配准技术,使用VC++6.0作为开发工具,运用MFC、BOOST库和ImageStone图像处理库,开发出了一个拼接软件系统,成功的实现对军事地图的自动拼接、半自动拼接和手动拼接。
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