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图像局部特征自适应的快速SIFT图像拼接方法

陈月 赵岩 王世刚

陈月, 赵岩, 王世刚. 图像局部特征自适应的快速SIFT图像拼接方法[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(4): 415-422. doi: 10.3788/CO.20160904.0415
引用本文: 陈月, 赵岩, 王世刚. 图像局部特征自适应的快速SIFT图像拼接方法[J]. 中国光学(中英文), 2016, 9(4): 415-422. doi: 10.3788/CO.20160904.0415
CHEN Yue, ZHAO Yan, WANG Shi-gang. Fast image stitching method based on SIFT with adaptive local image feature[J]. Chinese Optics, 2016, 9(4): 415-422. doi: 10.3788/CO.20160904.0415
Citation: CHEN Yue, ZHAO Yan, WANG Shi-gang. Fast image stitching method based on SIFT with adaptive local image feature[J]. Chinese Optics, 2016, 9(4): 415-422. doi: 10.3788/CO.20160904.0415

图像局部特征自适应的快速SIFT图像拼接方法

doi: 10.3788/CO.20160904.0415
基金项目: 

国家自然科学基金项目 No.61271315

详细信息
    作者简介:

    陈月(1991-),女,吉林长春人,硕士研究生,2014年于吉林大学获得学士学位,主要从事图像拼接方面的研究。E-mail:chenyue14@mails.jlu.edu.cn

    通讯作者:

    赵岩(1971-),女,吉林辽源人,教授,博士生导师,2003年于吉林大学获得博士学位,主要从事图像与视频编码和立体视频处理方面的研究。E-mail:zhao_y@jlu.edu.cn

  • 中图分类号: TN919.8

Fast image stitching method based on SIFT with adaptive local image feature

Funds: 

National Natural Science Foundation of China No.61271315

More Information
  • 摘要: 针对目前图像拼接中计算量较大、实时性较差的问题,本文提出了一种图像局部特征自适应的快速尺度不变特征变换(SIFT)拼接方法。首先,对待拼接图像分块,确定图像局部块的特征类型;接着自适应采用不同的简化方法提取各局部块的特征点。然后,通过特征匹配求出变换矩阵,并结合RANSAC算法去除伪匹配对。最后,通过图像融合得到最终的拼接图像。文中使用提出的方法对3组待拼接图像进行实验。从实验结果可以看出:与标准拼接方法相比,本文改进方法的计算速度提升了30%~45%。因此,这种方法能够在保证图像拼接质量的前提下,有效提高图像拼接的效率,克服图像拼接中计算复杂度高的问题,在实际图像拼接中具有一定的应用价值。

     

  • 图 1  图像拼接流程图

    Figure 1.  Block diagram of image stitching

    图 2  改进的拼接方法流程图

    Figure 2.  Flowchart of improved image stitching method

    图 3  3组待拼接原始图像

    Figure 3.  Three groups of images to be stitched

    图 4  使用本文方法的拼接结果

    Figure 4.  Stitching results using proposed method

    图 5  两种方法拼接效果图对比

    Figure 5.  Comparison of stitching effect by two methods

    表  1  高斯尺度空间特征

    Table  1.   Feature of Gaussian scale space

    特征描述
    差分特征Dx,Dy,Dxx,Dyy,Dxy
    Hessian矩阵λ12,Det(H),
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    表  2  两种方法特征点提取阶段比较

    Table  2.   Comparison results of SIFT feature point extraction using two methods

    图 3(c) 文献[11]方法本文改进方法
    个数时间/s个数时间/s
    左图6231.5503501.09
    右图7731.7802281.27
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    表  3  文献[11]方法与本文改进方法的拼接时间(单位:秒)

    Table  3.   Stitching time of method in Ref. [11] and the proposed method (Unit:s)

    拼接方法文献[11]方法拼接时间本文改进方法拼接时间
    seaside2.1471.21
    mountain2.8931.57
    building3.873 2.701
    下载: 导出CSV
  • [1] 李宏升,张健.基于小波粗糙集算法的图像拼接研究[J].液晶与显示,2014,29(2):298-303.

    LI H SH,ZHANG J. Image mosaic research based on wavelet and rough set algorithm[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2014,29(2):298-303.(in Chinese)
    [2] 史光辉,杨威.用于图像拼接的电视摄像光学系统[J].中国光学,2014,7(4):638-643.

    SHI G H,YANG W. Optical system used to compose images in television photograph[J]. Chinese Optics,2014,7(4):638-643.(in Chinese)
    [3] 张云峰.基于DSP的实时图像拼接技术[J].液晶与显示,2013,28(6):963-967.

    ZHANG Y F. Real-Time image mosaic technology based on DSP[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2013,28(6):963-967.(in Chinese)
    [4] 何宾,陶丹,彭勃.高实时性F-SIFT图像拼接算法[J].红外激光工程,2013,42(S2):440-444.

    HE B,TAO D,PENG B. High real F-SIFT image stitching algorithm[J]. Infrared and Laser Engineering,2013,42(S2):440-444.(in Chinese)
    [5] 李军,吴洁明.一种改进图像拼接算法的仿真研究[J].计算机仿真,2012,29(2):273-313.

    LI J,WU J M. Simulation study of an improved image stitching algorithm[J]. Computer Simulation,2012,29(2):273-313.(in Chinese)
    [6] 王新华,王晓坤.十亿像素瞬态成像系统实时图像拼接[J].中国光学,2015,8(5):785-792.

    WANG X H,WANG X K. Real time image mosaic of the transient gigapixel imaging system[J]. Chinese Optics,2015,8(5):785-792.(in Chinese)
    [7] 王新华,黄玮,欧阳继红.多探测器拼接成像系统实时图像配准[J].中国光学,2015,8(2):211-219.

    WANG X H,HUANG W,OUYANG J H. Real-time image registration of the multi-detectors mosaic imaging system[J]. Chinese Optics,2015,8(2):211-219.( in Chinese)
    [8] CHEN J W,FENG H J,PAN K C,et al.. An optimization method for registration and mosaicking of remote sensing images[J]. Optik - International J. Light and Electron Optics,2014,125(2):697-703.
    [9] SZELISKI R. Video mosaics for virtual environments[J]. Computer Graphics and Applications,1996,16(2):22-30.
    [10] PELEG S,ROUSSO B,RAV-ACHA A,et al.. Mosaicing on adaptive manifolds[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence,2000,22(10):1144-1154.
    [11] BROWN M,LOWE D G. Automatic panoramic image stitching using invariant features[J]. International J. Computer Vision,2007,74(1):59-73.
    [12] MAHESH,SUBRAMANYAM M V. Automatic image mosaic system using steerable Harris corner detector[J]. Machine Vision and Image Processing,2012:87-91.
    [13] LOWE D G. Distinctive image features from scale-invariant keypoints[J]. International J. Computer Vision,2004,60(2):91-110.
    [14] 许佳佳.结合Harris与SIFT算子的图像快速配准算法[J].中国光学,2015,8(4):574-581.

    XU J J. Fast image registration method based on Harris and SIFT algorithm[J]. Chinese Optics,2015,8(4):574-581.(in Chinese)
    [15] 刘立,彭复员,赵坤,等.采用简化SIFT算法实现快速图像匹配[J].红外与激光工程,2008,37(1):181-184.

    LIU L,PENG F Y,ZHAO K,et al.. Simplified SIFT algorithm for fast image matching[J]. Infrared and Laser Engineering,2008,37(1):181-184.( in Chinese)
    [16] 王睿,朱正丹.融合全局颜色信息的尺度不变特征变换[J].光学 精密工程,2015,23(1):295-301.

    WANG R,ZHU ZH D. SIFT matching with color invariant characteristics and global context[J]. Opt. Precision Eng.,2015,23(1):295-301.( in Chinese)
    [17] LUO J,GWUN O. A comparison of SIFT, PCA-SIFT and SURF[J]. International J. Image Processing(IJIP),2009,3(4):143-152.
    [18] ANNIS F,KARTHIK R,VAIDEHI V. Image stitching with combined moment invariants and SIFT features[J]. Procedia Computer Science,2013,19:420-427.
    [19] 王灿进,孙涛,陈娟.局部不变特征匹配的并行加速技术研究[J].液晶与显示,2014,29(2):266-273.

    WANG C J,SUN T,CHEN J. Speeding up local invariant feature matching using parallel technology[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2014,29(2):266-273.(in Chinese)
    [20] 韩冬松,何昕,魏仲慧,等.采用区域特征匹配的三维弹痕自动配准[J].液晶与显示,2014,29(5):761-767.

    HAN D S,HE X,WEI ZH H,et al.. Automatic registration of 3-D bullet marks by matching regional feature[J]. Chinese J. Liquid Crystals and Displays,2014,29(5):761-767.(in Chinese)
    [21] 聂海涛,龙科慧,马军,等.采用改进尺度不变特征变换在多变背景下实现快速目标识别[J].光学 精密工程,2015,23(8):2349-2356.

    NIE H T,LONG K H,MA J,et al.. Fast object recognition under multiple varying background using improved SIFT method[J]. Opt. Precision Eng.,2015,23(8):2349-2356.( in Chinese)
    [22] HARRIS C,STEPHENS M. A combined corner and edge detector[C]. Proceedings 4th Alvey Vision Conference,1988,147-151.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-18
  • 修回日期:  2016-04-28
  • 刊出日期:  2016-08-01

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