异源视频图像融合中的快速配准方法研究
图像作为重要信息载体，在人感知和认识世界的过程中起着重要的作用。近年来，随着科学技术的快速发展，获取图像的手段方法越来越多。在海洋目标监测领域，使用融合增强等方法发挥不同图像传感器的优势势在必行。而在异源图像融合技术的使用过程中，配准工作作为图像融合处理之前的一个重要步骤，对于最终的融合效果有着决定性的影响。因此，异源图像和异源视频的配准技术作为近些年图像处理领域的研究热点，有着十分重大的研究意义。 视频的本质是多帧图像在时间序列上的有序排放。异源视频配准技术必须建立在异源图像配准技术的基础之上。因此，本文先对异源图像的配准技术进行了研究，提出了应用于红外和可见光图像的异源图像配准算法，再将异源图像配准算法应用到异源视频的配准，并对视频配准算法进行了优化，提升了异源视频的配准速度。 针对传统图像配准方法应用在异源图像配准上出现所提取特征点在图像上分布不均匀、成功匹配的特征点过于集中的现象，提出了图像网格优化配准方法。该方法有效避免了配准质量只能在图像局部保持良好效果的现象，实现了图像的全局配准。 针对海洋场景下的异源图像难以稳定获取有效特征点的问题，提出了基于特征点检测网络的异源图像配准方法。训练网络使其稳定提取数量更多、匹配效果更优的特征点对，用带权最小二乘法结合仿射变换完成了配准变换矩阵的求解。该方法可以对海洋场景的异源图像达到极佳的配准质量，平均配准误差达到2像素。 针对异源视频配准速度过慢的问题，提出了图像相似性度量提取视频关键帧的方法加快异源视频的配准速度。异源视频配准将视频打散为依照时间先后顺序排列的图像帧，对图像帧数据进行相似性评估。相似帧图像所在的时间窗口中的图像集为一个相似图像簇，认定相似图像簇中的第一帧图像为“关键帧”，簇中的所有图像帧都使用与关键帧相同的变换矩阵完成配准。图像相似性度量提取视频关键帧的方法能在保障图像帧平均配准误差2像素的精度下实现两段异源视频的快速配准，配准时间减少70%以上。
异源视频;图像融合;特征点;快速配准
长春理工大学
硕士
仪器科学与技术
黄丹飞
2022
中文
TP391.41
2023-02-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）