ВВЕДЕНИЕ 3
1 БЕСШОВНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ 5
1.1 Понятие бесшовного изображения 5
1.2 Использование бесшовного изображения 6
1.3 Общий алгоритм получения бесшовного изображения 7
2 МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСШОВНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ 11
2.1 Поиск особых точек 11
2.2 Сопоставление особых точек 21
2.3 Методы и алгоритмы сшивания изображения 23
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПСЕВДОГРАДИЕНТНЫХ МЕТОДОВ СОЗДАНИЯ ПАНОРАМНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ 30
3.1 Математические основы сшивания изображения 30
3.2 Сшивка изображения в псевдоградиентной области 32
3.3 Вычислительные эксперименты по исследованию псевдоградиентных методов создания панорамных изображений 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 47
Актуальность исследования, обусловлена тем, что панорамные изображения широко используются как средство информационного обеспечения различных информационных систем. Панорамное фото и панорамное видео используются во многих областях человеческой деятельности: удаленный контроль за
специальными объектами, проведение географических, сейсмологических и геологических наблюдений, организация наблюдения за состоянием линий электропередач, нефте-газопроводов и т. п., для обеспечения работы систем наблюдения и наведения (например, для контроля состояния поверхности крыльев самолетов, для обеспечения контроля положения автомобиля в любой момент времени на трассе), для контроля работы механизмов на спутниках и роботизированных комплексах, для контроля обстановки в помещениях с агрессивной средой, на оживленных автомагистралях и в портах, в области создания видеофильмов и для демонстрации новой продукции и т.д. Наибольшую распространенность технология панорамного видео получила в охранных панорамных системах: обеспечение обзорного видеонаблюдения за безопасностью специальных, промышленных, административных и других объектов. [1]
На сегодняшний день не разработаны универсальные аппаратно - программные комплексы, позволяющие проводить обработку изображений и потоков видеоинформации в реальном масштабе времени с выполнением всех основных функций, регистрации и обработки панорамных изображений.
Постоянно возникающие и возрастающие по сложности задачи обработки изображений требуют создания новейших технических средств панорамного обзора и регистрации цифровых изображений.
Целью выпускной квалификационной работы является проведение исследований, связанных с решениями по созданию бесшовного изображения на основе псевдоградиентов и определении влияния различных модификаций изображений на сшивание в единое панорамное изображение.
Для достижения поставленной цели будут решены следующие задачи:
1 Анализ существующих подходов и методов обработки графической информации при формировании единого панорамного изображения;
2 Разработка, реализация и отладка алгоритма обработки изображений и склеивания их в панораму в программе MATLAB;
3 Определение алгоритмов получения панорамного изображения с использованием вычислительных экспериментов.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были определены характеристики панорамного изображения, определяющие качества сшивания изображений и за основные характеристики были взяты особые и сопоставленные точки.
Были выполнены были выполнены все задачи исследования:
1. Проанализированы существующие подходы и методы обработки графической информации при формировании единого панорамного изображения.
2. Отладка алгоритма обработки изображений и склеивания их в панораму была реализована в программе MATLAB.
3. Определены и исследованы алгоритмы получения панорамного изображения с использованием вычислительных экспериментов.
В ходе исследования определено то, что используемая встроенная функция SURF со своей задачей справляется. Детерминант матрицы Гессе (т.н. гессиан) достигает экстремума в точках максимального изменения градиента яркости. Он хорошо детектирует пятна, углы и края линий. Для каждой ключевой точки считается направление максимального изменения яркости (градиент) и масштаб, взятый из масштабного коэффициента матрицы Гессе. Объяснить растянутые и сшитые не должным образом изображения можно тем, что съемка была проведена под разным углом по истечении времени. Для сшивки с большим углом обзора необходимо чтобы съемка была горизонтальная. С увеличением градуса размытия количество особых и сопоставленных точек значительно уменьшается. С увеличением количества точек шума количество особых точек возрастает из-за того, что изображение становится зернистым и функция SURF воспринимает шум за особые точки. С увеличением градуса поворота изображений в панораму не склеиваются изображения, а начинают слоями наклеиваться.
