圖像自動(dòng)拼接融合的優(yōu)化設(shè)計(jì)

王喆

摘要：攝影技術(shù)隨著社會(huì)的高速發(fā)展也得到了較快的發(fā)展，人們在物質(zhì)生活豐富的當(dāng)代也越來越注重對于攝影的要求。為了滿足人們對攝影、拍照的更多需求，圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)也在不斷地完善與發(fā)展。圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的目的是擴(kuò)大攝像機(jī)的拍攝范圍，在生活中，人們想對某個(gè)場景或比較大的目標(biāo)進(jìn)行拍照記錄的時(shí)候，常常會(huì)出現(xiàn)攝像機(jī)無法捕捉到全方位的角度等問題。為了解決這種問題，科技研究人員對攝影機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，在攝影當(dāng)中添加了圖像自動(dòng)拼接技術(shù)，使攝影機(jī)拍攝到的圖像進(jìn)行圖像自動(dòng)拼接融合，以此達(dá)到將多場景拼合成一個(gè)場景的效果。但是，雖然這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被大部分相機(jī)及手機(jī)攝像設(shè)備所應(yīng)用，但是該技術(shù)仍然沒有完善成熟，因此，本文針對圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行討論分析，為該技術(shù)的設(shè)計(jì)改進(jìn)提供有效地措施及建議，為日后攝影技術(shù)中圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展提供理論支持，進(jìn)而從根本上提高攝影技術(shù)中圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：圖像處理技術(shù)；圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；角點(diǎn)檢測

1 圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)概況

由于人們攝影方式的增多和攝影技術(shù)的提高，人們在日常生活中對攝影的需求也逐漸增多。在攝影過程中，許多攝影目標(biāo)無法被攝像機(jī)完全捕捉在鏡頭之中，因此很難形成一張全方位的清晰圖像。在這種情況下，攝影技術(shù)中的圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)就顯得非常重要。

圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)圖像處理的新興技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，極大程度上解決了攝影過程中的大幅圖像難以拍攝的問題，便利了人們的攝影過程。圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)基于計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)將多圖像進(jìn)行處理拼接，這些圖像可能來不同質(zhì)量、不同時(shí)間、不同視角或者不同傳感器中獲得的，但所拍攝的景物或者目標(biāo)通常一樣。簡言之，就是將多組局部拍攝的圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理后由拼圖形式自動(dòng)智能的進(jìn)行拼接。圖像配準(zhǔn)與圖像融合是圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)中的兩大主要技術(shù)類別，但這兩項(xiàng)技術(shù)卻存在著較大的不同之處，圖像配準(zhǔn)技術(shù)的算法較為復(fù)雜算法內(nèi)容繁復(fù)。

2 圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)具體優(yōu)化內(nèi)容

在進(jìn)行對圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，針對圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的優(yōu)化有兩個(gè)需要重點(diǎn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化方向。這些領(lǐng)域是圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)應(yīng)用中較為常用的幾個(gè)有缺陷的領(lǐng)域。具體方向如下：

2.1 圖像自動(dòng)排序和平移參數(shù)

圖像自動(dòng)排序及平移參數(shù)的處理是利用相位相關(guān)法進(jìn)行的性質(zhì)變換，將圖像的參數(shù)在空間域內(nèi)進(jìn)行平移，使基本相位在頻域內(nèi)和圖像參數(shù)進(jìn)行重合。將兩幅目標(biāo)圖像進(jìn)行互功率譜中的矢量運(yùn)算，在圖像的自動(dòng)排序和平移過程中將圖像進(jìn)行坐標(biāo)設(shè)置，假設(shè)圖像的坐標(biāo)為f0（x，y）和f1（x，y），將兩幅圖像的坐標(biāo)帶入到平移相關(guān)公式中：

f0（x，y） = f1（x - x0，y - y0）

將該公司通過轉(zhuǎn)換并對其進(jìn)行互功率譜的歸一化運(yùn)算后，得到完整運(yùn)算公式：

F0（u，v）F1（u，v）/ |F0（u，v）F1（u，v）| = e-j2π（ux0 + vy0）

在該公式的基礎(chǔ)上得出兩幅圖像在進(jìn)行位移計(jì)算之后，可以對其排序方法進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。主要的改進(jìn)措施在兩個(gè)方面，一方面是將峰值和平移參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，使其在圖像序列之中經(jīng)過運(yùn)算得到2n個(gè)相關(guān)序列；另一方面是對峰值進(jìn)行優(yōu)化，峰值越高，圖像間的相關(guān)度就會(huì)越高，重疊性質(zhì)越強(qiáng)。因此，在進(jìn)行圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重對于圖像自動(dòng)拼接和平移參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2 角點(diǎn)提取和匹配

圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)中還有一項(xiàng)比較重要的內(nèi)容就是對于圖像角點(diǎn)的檢測、計(jì)算和改進(jìn)。在進(jìn)行角點(diǎn)提取的改進(jìn)過程中，將圖像平移和處理到相對較小的窗口，對窗口進(jìn)行特征計(jì)算后可以得到圖像的角點(diǎn)，從而進(jìn)行融合拼接。將角點(diǎn)進(jìn)行特殊算法的計(jì)算處理，在計(jì)算工程中將角點(diǎn)值輸入公式中：

R=detM-k（traceM）2

經(jīng)過運(yùn)算可得traceM的數(shù)值等于λ1+λ2，λ1和λ2是矩陣中的特征值。進(jìn)而對角點(diǎn)的計(jì)算和角點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，構(gòu)造自相關(guān)的矩陣，使其特征點(diǎn)匹配與參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)首張圖像確定圖像的中角點(diǎn)R的閾值。在以上幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化之后，然后對角點(diǎn)的相應(yīng)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，由于在常規(guī)角點(diǎn)計(jì)算過程中常數(shù)因子具有不穩(wěn)定性，所以，需要對常數(shù)因子進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。通過對角點(diǎn)的提取和匹配的優(yōu)化可以對圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而使圖像處理技術(shù)中的圖像匹配功能進(jìn)一步完善，提高圖像處理的效率和圖像的質(zhì)量。

結(jié)論：本文立足于對計(jì)算機(jī)圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的優(yōu)化問題，從圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的具體優(yōu)化方面入手對該技術(shù)的發(fā)展優(yōu)化提出了新的設(shè)計(jì)理念。參數(shù)的優(yōu)化及角點(diǎn)提取和匹配過程的優(yōu)化對于整個(gè)圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)工作過程的優(yōu)化起到極大的作用。在圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)中，工作內(nèi)容主要是圖像配準(zhǔn)和圖像融合兩個(gè)內(nèi)容，對圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)中的這兩項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行具體優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效地提高圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)處理的圖像效率及質(zhì)量。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的的優(yōu)化可以使計(jì)算機(jī)在進(jìn)行圖像自動(dòng)處理優(yōu)化時(shí)得到更優(yōu)質(zhì)的圖像及更高的圖像分辨率，在進(jìn)行多角度多場景的攝影工作時(shí)，圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)可以充分利用其技術(shù)進(jìn)行圖片的對準(zhǔn)與融合，這種技術(shù)很大程度上便利了人們的生活，也滿足了越來越多層面的攝影需求。因此，對于圖像自動(dòng)拼接融合技術(shù)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)也是對于攝影技術(shù)及圖像處理技術(shù)優(yōu)化和提高。