基于SIFT的飞行器图像自动拼接处理系统的研究与实现

收稿日期：2018-03-07 作者简介：王欣（1987-），女，湖北人，硕士研究生，武昌工学院信息工程学院老师，主要研究方向：信号的采集、传输与处理研究。
计算机时代 2018 年 ห้องสมุดไป่ตู้ 5 期
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图像以及图像间发生复杂变化的情况下更具稳定 性。目前基于 SIFT 特征的匹配算法[3]在图像匹配上有 独特的优势，本文采用此算法，依次完成四片 CCD 的 图像拼接，得到全景图像。
过程困难、拼接效果不理想、自动化不足等问题，具有一定的实用性和参考价值。
关键词：自动拼接；飞行器原始数据；SIFT 特征；通用
中图分类号：TP39
文献标志码：A
文章编号：1006-8228(2018)05-10-04
Research and implementation of automatic image mosaic processing system
0 引言
卫星技术与应用不断发展，飞行器因其重量轻、 体积小、成本低、研制周期短、发射方式灵活且快速等 特点[1]，成为当前主要的研究热点之一。但受到 CCD 大小和设备成本等因素的限制，一般难以得到物体的 全景图像。解决这一问题的有效途径就是采用多 CCD 拍摄的图像，然后利用图像间的冗余信息把拍摄 的图像拼接融合起来[2]。但是目前飞行器原始数据的 图像拼接存在两方面的问题：一是图像拼接之前需先 对原始数据进行预处理，拼接过程又较复杂，增加了 整个流程实现自动化的难度；二是飞行器获取的影像
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Computer Era No. 5 2018
DOI:10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2018.05.003
基于 SIFT 的飞行器图像自动拼接处理系统的研究与实现
王欣
(武昌工学院信息工程学院，湖北 武汉 430065)
摘 要：飞行器为各类灾害的应急监测和抢险救灾提供信息支持，实现其数据的自动拼接是进行数据后续处理的重要
重叠度低且缺少精确的内参数，而待拼接图像的数据 量较大，容易产生较大的误差，这些对拼接处理提出 了更高的要求。因此设计一个自动处理系统，实现对 飞行器原始数据的图像拼接成为当务之急。
图像拼接是整个数据处理最重要的环节，其直接 决定数据处理结果的精度。目前常用的匹配算法可 分为基于区域的和基于特征的两大类。基于区域的 匹配算法根据两幅图像重叠区域之间的相关性进行 匹配，缺点是未考虑图像旋转、尺度缩放等造成的影 响。而基于特征的匹配算法是提取图像的特征，如边 界、轮廓和拐点等特征进行匹配，在处理不同特征的
前提和提供各种应用的重要保障。针对飞行器原始数据，重点研究基于 SIFT 特征的图像拼接方法，在 VS2010+OpenCV
软件平台上设计并实现了一套自动完成解同步、去格式、图像拼接处理流程的系统。该系统最终实现了对多颗卫星都通
用的帧同步、去格式等模块，可自动得到平滑无缝的全景图像。实验结果表明：本系统成功解决了飞行器原始数据拼接
for aircraft based on SIFT
Wang Xin
（Wuchang Institute of Technology Information Engineering Institute, Wuhan, Hubei 430065, China）
Abstract：Aircraft provides information support for all kinds of disaster emergency monitoring, emergency rescue and disaster relief. To achieve automatic data splicing is an important prerequisite for data subsequent processing, and provides important guarantee for various applications. Aiming at the original data of aircraft, this paper focuses on the research of image mosaic method based on SIFT feature. On the VS2010 + OpenCV software platform, a set of automatic synchronization system, format removing and image splicing processing system is designed and implemented. The system finally realizes the modules of frame synchronization and de-formatting for suitable multiple satellites, which can automatically get a smooth and seamless panoramic image. The experimental results show that the system successfully solves the problems of the original data mosaic process of the aircraft, such as the difficulty in the process of splicing, the unsatisfactory results and the lack of automation. It has certain practicality and reference value. Key words：automatic splicing；the original data of the aircraft；SIFT feature；general purpose
1 SIFT 特征匹配算法