改进的基于特征匹配的全景图拼接算法

王鸿

摘要：该文提出了一种改进的基于特征匹配的全景图拼接算法，采用ASIFT算法提取具有尺度不变性和仿射不变性的特征点，通过BBF最近邻搜索算法找到所有可能的初始特征匹配对，在两幅图像的精确配准过程中采用LMeds算法过滤外点并计算出图像间准确的变换矩阵，实现输入图像的精确配准。实验表明，改进后的算法有效提高了手动拍摄的大角度视角变化的多幅照片拼接的效率和准确性。

关键词：特征匹配；ASIFT；BBF搜索算法；LMeds算法；全景图拼接

中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）33-8026-04

图像拼接技术是数字图像处理技术的一个重要应用领域。它可以将一组存在相互重叠区域的图像序列进行空间匹配对准，经图像融合形成一幅宽视角的高清晰图像。目前，它在遥感技术、医学处理、虚拟现实、军事研究等领域有着广泛的应用。

图像配准是图像拼接的核心部分。图像配准方法大致有基于灰度相关的方法、基于变换域的方法和基于特征的方法[1]。基于特征的方法通过提取图像中点、线、轮廓等特征信息进行图像匹配，在图像发生变换时具有很好的稳定性，适用范围广，拼接效果好，计算量小，是图像拼接的发展方向。

该文通过对基于特征的全景图像拼接算法的研究[2][3]，提出了一种改进的全景图拼接算法。先用ASIFT算法提取具有尺度不变性和仿射不变性的特征点，再用BBF最近邻搜索算法找到所有可能的特征匹配点对，并将特征匹配对划分为正确的特征匹配对和错误的特征匹配对；再采用LMeds算法过滤外点并计算出图像间准确的变换矩阵，从而实现了两幅图像的精确配准；最后在图像融合环节采用多分辨率融合实现配准图像间的无缝拼接。算法基本流程框图如图1所示。