图像拼接 综述与算法综述
图像拼接的综述、各种算法描述，算是对自己学习的一个交代均值滤波的方法是,对将处理的当前像素,选择一个模板,该模板为其邻近的若干像素组成,用模板中像素的均值来替代原像素的值。②中值滤波——中值滤波是基于排序统计理论的—种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术。它的核心算法是将模板中的数据进行排序,这样,如果一个亮点(暗点)的噪声,就会在排序过程中被排在数据序列的最右侧或者最左侧,因此,最终选择的数据序列中见位置上的值一般不是噪声点值,由此便可以达到抑制噪声的目的这部分的算法很成熟,在FPGA上的实现也很多,也可以比较方便地找到参考算法的实现。12图像配准其实是四个要素的组合,即:1.选定特征空间——特征空间是由参与匹配的图像特征构成。特征可以为图像的灰度特征,也可以是边界、轮廓、显著特征(如角点、线交叉点、高曲率点)、统计特征(如矩不变量、中心)、高层结构描述与句法描述等;这儿其实是定义了配准的空间范围;2.相似性度量——评估待匹配特征之间的相似性,它通常定义为某种代价函数或者是距离函数;这儿是定义需要选定的某种算法3.搜索空间——待估计参数组成的空间就称为搜索空间。也就是说,搜索空间是指所有可能的变换组成的空间,这儿其实是定义了搜索算法的空间复杂度4.搜索策略—搜索策略是指用合适的方法在搜索空间中找出平移、旋转等变换参数的最优估计,使得相似性度量达到最大值,这儿其实是定义了搜索算法的时间复杂度;121基于区域的配准方法基于区域的配准方法——不检测图像中的特征,直接使用窗口或者整幅图像来进行配准从待拼接图像的灰度值出发,对待配准图像中一块区域与参考图像中的相同尺寸的区域使用最小二乘法或者其它数学方法计算其灰度值的差异,对此差异比较后来判断待拼接图像重叠区域的相似程度,由此得到待拼接图像重叠区域的范围和位置,从而实现图像拼接。也可以通过FFT变换将图像由时域变换到频域,然后再进行配准。对位移量比较大的图像,可以先校正图像的旋转,然后建立两幅图像之间的映射关系。总而言之,有很多不定,已经不是现在主流的研究方向。评价:基于区域的方法实现简单,应用范围较窄,它的局限性来源于它的基本思想。◇首先,它使用的矩形窗口只适用于配准平移变换的图像,如果图像有更复杂的变形,矩形奁口就不能覆盖参考图像和待匹配图像中的同一场景区域;◇另外,它依赖于窗口中的图像内容,当窗口中图像內容平滑而没有显著细节时,很容易引起与其他平滑区域的错误匹配。◇再次,在最优变换的搜索过程中往往需要巨大的运算量,且对噪声的影响和对比度的差异很敏感,鲁棒性不强。22基于特征的配准方法基于特征的图像配准方法有很多基本形式及其改进,其总体特点是:不直接利用图像像素值,而是通过像素值导出图像内容最抽象的描述和符号特征,并用此特征为匹配模板,查找几幅待配准图像的灰度局部最大值点、边界边缘轮廓、边缘点、边缘线段、组织(纹理)结构、角、顶点、拐点、交叉点、线段、封闭曲线等低级对应特征点及利用特征图像关系图等高级特征,构造方程组,通过数值计算得到变换数来进行图像对齐,进而确定两者的匹配位置,实现特征点、特征线段等的拼接,并且可以提高计算速度。基于特征的配准方法,一般分为四个步骤1.特征检测——从图像中检测出显著且独特的图像特征,包括闭合区域、直线段边缘、轮廓、点。2.特征匹配——相似性度量,确定图像之间特征的对应关系,又分为如下几小类)使用空域关系的方法②使用不变描述符的方法、③松弛方法、④金字塔和小波的方法3.变换模型的估计——变换函数选择和函数参数估计4.图像变换和重采样——可以通过前向或后向的方式来实现,插值的方法有最近邻插值、双线性插值、双三次函数插值、二次样条插值、三次B样条插值、高阶B样条插值评价基于特征的方法普遍适用于局部结构信息比灰度信息更显著的情况,能够处理图像之间复杂变形的情况,不足之处是特征检测困难且不稳定,最关键的一点是需要有一种判别力很强的、鲁棒的且对图像之间变化保持不变的特征匹配算法。13图像再投影基本方法:需要选择一个合成面,如果仅仅是只有几张图像进行拼接,一个普遍的方法是选择其中的一幅图像作为参考图像,然后把所有其他的图像都进行扭曲变形到参考图像的坐标系上去,这样合成的结果称为平面全景图,这是一个透视投影变换。为了减少投影失真,平面投影→圆柱面投影→球面投影→立方体投影13.1平面再投影选其中某一张图像为参考图像,然后把所有其它的图像进行扭曲变形,从而变换到参考图像的坐标系中去。由于这种模型本质上还足透视投影,因此图像在扭曲变形之后直线仍然还是直线。对丁大视场的图像拼接,平面投影方法会使得最终拼接图像在边缘出现扭曲过大的情况。在实际,当视场接近或超过90时,平面投影的拼接图像会有很大的失真。132柱面再投影圆柱面再投影非常适合于相机绕单一轴线旋转所得到的图像序列拼接,在这种情形下.在不同旋转角度得到的图像由完全的水平位移相关联。这一点很有意义,因为它避免了复杂的单应变换的计算,而且输出得到的图像没有平面再投影存在的扭曲。相反,场景中的直线被映射为正弦曲线。但是,这种方法需要对相机进行预先的标定,计算出相机的焦距和光心的偏移半标。133球面再投影球面再投影的优点是可以实现任意角度的旋转,但缺点是由于每个球面图像有多个相邻图像,因此在球面再投影中图像求交定位比较困难,而且很难找到一个与球面相对应且易于存取的数据结构。14图像融合技术在完成了两幅图像的配准之后,得到了两幅图像之间的变换矩阵,就可以确定它们之间的重叠区域,图像融合的任务就是把配准后的两帽图像根据配准的位置合并为一帼拼接图像。这一步主要包括了如何选择再投影合成面以及如何对两幅图像重叠区域的像素进行混合而得到一幅无缝且清晰的图像。所谓无缝,是指在图像拼接结果中,不应该看到两幅图像在拼接过程中留下的痕迹,即不能出现图像拼接缝隙。然而,由于待拼接的两咡图像分别是由不同的相机在同一时刻采集的,受相机固有因素的影响,采集得到图像的曝光率不可能完全一致,如果在图像的融合中,仅仅将两幅图像重叠区域简单地叠加起来,在它们的过渡区域必然会有明显的拼接缝隙。另一方面,在图像配准阶段所得到的图像之间的变换模型只是针对整个图像区域,对一些存在局部非规则形变的图像而言,全局变换模型在图像的局部区域可能不适用,而使得拼接图像的局部没有对齐,因此在拼接图像中会岀现局部模糊。如何处理图像融合过程中岀现的拼缝和模糊问题,实现真正意义上的无缝且清晰的图像,正是图像融合过程所要解决的问题。融合策略的选择应当满足两方面的要求拼合边界过渡应平滑,消除拼合接缝实现无缝拼接;2.尽量保证不因拼合处理而损失原始图像的信息图像融合可分为三类:像素级融合、特征级融合和决策级融合1.像素级(数据级)融合是在图像严格配准的条件下,直接进行像素关联融合处理;像素级融合是最基本的处理手段,也是硏究最多的—种,目前主要有以下几种方法平均值法②加权平均法③中值滤波法④多分辨率技术2.特征级融合是在像素级融合的基础上,使用模式相关、统计分析的方法进行目标识别、特征提取,并得到融合结果;3.決策级融合主要是基于认知模型的方法,采用大型数据库和专家决策系统,模拟人的分析、推理过程,以增加判决的智能化和可靠性。2参考资料1.硕士论文《門」001_图像拼接技术研究》2.硕士论文《門」_002_基于 Levenberg-Marquardt算法图像拼接硏究》3.硕土论文《門003_图像拼接技术研究》4.网页http://xgli0910.blog.163.com/blog/static/469621682009625831432275.科技论文《P」200基于角点特征的KLT跟踪全景图像拼接算法》6.本科论文《門』100图像边缘检测与提取算法的比较》7.http://www.cnblogs.com/xrwang/archive/2010/03/03/imagefeaturedetection html8.http://www.cnblogs.com/xrwang/archive/2011/03/09/ransac-1.html9.http://blog.163.com/pz124578@126/blog/static/2352269420122271004710910.http://blog.csdnnet/xuyuhua1985/article/details/637175111.http://www.openhw.org/project/index.php?act=view&id=185112.硕士论文《門」015多图像拼接算法研究》13.硕士论文《門010基于特征点图像拼接的配准算法硏究》14.http://blog.csdnnet/abcjennifer?viewmode=contents3图像拼接中的算法31图像预处理通过几何变形校正方法对采集到的图像进行校正后,可以使得相同景物在图像重叠区域所成的像有相同的形状和一致的空间相对位置。3.2图像特征检测图像特征检测包括如下几种类型的特征检测闭合区域2.轮廓和边绿区域3.角点4.线条321闭合区域闭合区域特征是通过图像分割的方法来检测到的,分割的精度会大大地影响配准的结果。近年来,选择尺度不变区域特征引起了关注,虚拟圆的思想来计算图像之间平移和尺度的变化,虚拟圆是一个半径最大的圆,这个圆所涵括的背景区域不包含边缘点,一对虚拟圆就足够求出平移和尺度的变化量,它相对于图像边缘特征来说鲁棒性更强,但缺点是易受局部变化的影响322边缘和轮廓边缘和轮廓——所谓边绿轮廓是指甚周围像素灰度有阶越变化或屋顶变化的那些像
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模糊理论和神经网络的基础与应用.pdf
模糊理论和神经网络的基础资料，相关知识说得较明白易懂。模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)中国计算机学会学术著作丛书模糊理论和神经网络的基础与应用Introduction to Fuzzy Theory andNeural Networks and Their Application赵振宇徐用恐著清华大学出版社广西科学技术出版社模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)(京)新登字158号(桂)新登字06号内容简介模糊理论和神经网弊是近年来得到迅速发展的嘶兴学料,它们的应用和影响己经遍及人工智能算机科学自动控制、专家系统信息科学、 CAD/CAN医疗诊断、经济等部门和领域本书系统驰论述了模糊理论和神经网络的基本理论、方法,从统一的工程角度综合分析了两大学科的最新成果,研究动向以及两者交叉部分中的前沿研究并介绍了高技术的应用实例。全书非14章,分三大都分第一部分为模糊理论的基础、建模方法和实际应用第二部升为神经网将的基本理论罔络学习方法和典型实倒第三部分讨论了模棚系统和神经网络系统的异同、融合和相互转换方法,本书还提供了大暈劑颞,以便读者自己模伤实践加深理解。本书可供白动控制计算机、信号信息处理、电路与系统、系綻工程等专业的高校师生利科技人虽遄用版权所有,醐印必究。本书封面貼有消华大学出版社激光防伪标签,无标签者不得销嘗肉书在版編目(CIP數据模糊理论和神经网络的基础与应用=Ⅰ NTRODUCTION TO FUZZY THEORY ANDNEURAL NETWORKS AND THEIR APPLI CATTON/赵振宇,徐用懋著.一北京:清华大学出版社,1995.19〔中国计算机学会学术者作丛书IsHN7-302-02061-2I.模r.①赵…闪徐…】,①模糊数学-应用-计算机网络②神经网络应川计算机网终Ⅳ.TP393中国版本图书馆CIP数据核字(95)第23616号出版者:清华大学出版社(北京清华大学校内,邮编100084)西科学技术出版社(厂西南宁河堤路14号,邮编530021印刷者:北京市清华园印刷厂发行者:新华书店总店北京科披发行所开本:787×1092116印张;13.75字数:324千字版次:i996年6月第1版199日年6月第1次印刷号:IN7-302-020612/TP·958印数:001-4000定价:16.00元模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)清华大学出版社广西科学抆术出版社计算机学术著作出版基金评审委员会主任委员张效祥副主任委员周远清汪成为委员王鼎兴杨芙清李三立施伯乐徐家福夏培肃董韫美张兴强徐培忠模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)出版说明近午来随岩微电子和计算相技术渗透到各个技术领域,人类正在步入一个技术迅插发展的新时期。这个新时期的主要标志是计算机和信息处理的广泛应用。计算机在改造传统产业实现管理自动化促进新兴产业的发展等方面都起着重要作用,它在现代化建设中的战略地位愈来盒明显。算机科学与其它学科的交叉又产生了许多新学科推功着科学技术向更广阔的领域发展,正在对人类社会产生深远的影响科学技术是第一生产力。计算机科学技术是我国高科技领域的一个重要方面。为了推动我国计算机科学及产业的发展,促进学术交流,使科研慮果尽快转化为生产力华大学出版杜与广西科学技术出版社联合设立了“计算机学术著作基金”,旨在支持和员科技人员,提写高水平的学术著作,以反映和推广我国在这一领域的最新成果计算机学术著作出版基金资助出版的著作范国包括:有重要理论价值或重要应用价值的学术专著计算机学科前沿探索的论著推动计算机拔水及产业发的专著;与计算机有关的交叉学科的论蓍有较大应用价值的工具书世界名著的优透翻译作品。凡经作者本人申请,计算机学术著作出版基金评审委员会评牢通过的著作,将由该基金资助出版,出版社将努力徹好出版工作基金还支持两社列选的国家高科技葷点图书和国家教委重獻图书规划中计算机学科领域的学术著作的出版为了做好选题工作出版社特邀请“中国计算机学会”“中国中文信息学会”帮助做好组织有关学术普作丛书的列选工作。热诚希望得到厂大计算机界同仁的支持和帮助清华大学出版社计算机学术著作出版基金办公室西科学技术出版社1992年4月模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)丛书序亩计算机是当代发展最为迅猛的科学技术其应用几乎已深入到人类社会活动和生活的一切领域大大提高了社会生产力引起了经济结构社会结构和生活方式的深刻变化和变革,是最为活跃的生产力之一。计算机本嘉在国际范围内已成为年产值达250亿美元的巨大产业国际争异常剧烈,预计到本世纪末将发展为世界第一大产业。计算帆科技具有极大的综合性质,与众多科学技术相交叉而反过来又渗入更多的科学技术,促进它们的发展。计算机科技内容十分丰富学科分支生长尤为迅速,日新月异,层出不穷。因此在我国计算机科技尚比较落后的情况下加强计算机科技的传播实为当务之急。中国计算机学会一直把出版图书刊物作为学术动的重要内容之一。我国计算机专家学者通过科学实践做出了大量成果积累了丰富经验与学识。他们有撰写著作的大积极性,但相当时期以来计算机学术著作出于印数不多,出版往往退到不少困难,专业性越强有深度的著作出版难度越大最近清华大学出版杜与西科学枝术出版社为促进我国计算机科学技术及产业的发椎动计算机科技著作的出版工作,特设立“计算机学术著作出版基金”,以支持我国计算机科技工作者撰写高水平的学术著作并将资助出版的著作列为中国计算机学会的学术荷作从书我们十分盒视这件事,并三把它列为学会本屈理事会的工作要点之一。我们希望这一系划丛书能对传播学术成果,交流学术愿想促进科转化为生产力起到良好作月能对我国计算积科技发展具有有益的导向意义,也希望我国广大学会会员和计算机和技工作者括海外工作和学习的神州学人们能积极投稿,出好这一系列丛书。中国计算机学会1992年4月20日模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)Introduction to Fuzzy Theory, Neural Networks sand Their Applicationsby Zhen-Yu Zhao and Yong-Mao XuThe fields of fuzzy sets and neural networks have made rapid progress in recentyears, This book gives a comprehensive presentation on recent developments in boththeory and applications, Special emphasis is placed on basic concepts, system designnalysis and development methods of fuzzy systems and neural network systemsThis hook consists of three majar parts. The first two parts present the fundamen-tals and real world applications of fuzzy sets theory and ueural nel works, respectivelyThe last part addresses various state-of-the-art techniques o combine fuzzy logic withneural networks eliminating the disadvantages of each of these technologies while effec-tively combining their advantageshis book can be used as the text for an advanced course on fuzzy theory and neuraletworks. It is also a valuable reference to all researchers and engi eers interested inthese subjects模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)序非高兴得知赵振宇博士和除月懋教投巴完成他们的合著《棋糊理论利神兰网络的基础与应用》近年来模糊理论和神经网络提供了行之有效的方法来解决在特定环境以及采用定性描述方式的多冒的设计中的各种间题这本节从模糊埋论利神网络的基出发,综合分析和归纳了两领域的研究成果,并附有大量的应用实例赵博士和徐教授对棋糊系统和神经网络研究较深,这次他们对此专题的合著正合时宜。此外,赵博土还利用他精通语和英讦的特长,充分收纳了这两大领域的最新发展和动向。二十余年前,L, A. Zadeh教提出的模棚集合哩论已在工程的众多领域中得到广泛深入的研究。对于实际操作人员,即没有精确的数据和过程模型他也能操作和控制复杂的过程。而模糊理论正是将掘作人员的操作经骏鞍换成可以在计算机上运行的掉制算法以便实现模糊控制樸糊控制已泛应用于水质控制她铁操作汽车减震和牵引以及摄泉机聚焦等系统中。人工神经网络是由大量并行分布、有机相联的神经元构成的计算机构,对这种计算机构的研究受启于生物神纸系统的学习能力和并行机制。近年米,对神经网络方面的研究受到愈来愈密切的关注,特别在人工智能、心理学、工程学和物理学等学科中显得空前的活跃。另外,应用神经网络技术的商业产品亦愈来愈多,典型的例子如:语言识别系统爆炸检测器和飞机座位订票系统等绒合模糊理论、神经网络以及其它智能算法(如人上邀传斧法)的研究和应用将有卡常广阔的前景。一个明显的例子就是结合神网络的学习能力来训练基于模糊规则的系统。此书在这方面已有深刻的反映。作者正从统一的角度综合闯述了惯糊理论和抻经网络的重大课题和应用。我相信,此书对行志于模糊理论和神纸网络研究的读者是有裨益Masayos hi tomizuka美圈加州怕党莱大学机械系教授模糊理论和神经网络的基础与应用(仅供交流学习使用,请勿用于商业交易,否则后果自负)FOREWORDI am very pleased that Dr. Zhen-Yu Zhao and Professor Yong-Mao Xu have completed theit book," Introduction to Fuzy Theory, Neural Networks, and Their Appli-cations. In recent years, the fuzzy theory and neural networks have demonstrated theiryaludc for providing solutiont ta problems in unccrtain and imprecise environments a3well as to those with multi-design objectives, which may be stated in a qualitative man-ner. This book starts with Fundamentals of fuzzy theory and neural networks, developsthe ideas for comprehensive coverage of the two sub jects and presents their applications. Having rich rcscarch experienec in fuzzy systcms and neural nerworks, Dr. Zharand Professor Xu make an ideal team to write a book on these subjects. D. Zhao hastaken an advantage of his mastery of two ianguages, Japanese and English. Many recentimporcant developmerts in fuzzy thcory and neural networks havc bcen rcportcd in thesctwo languagesThe theory of fuzzy set&, established by Professor L, A. Zadeh about 20 years agohas been extensively studied in varicus fields of engineering. It is well known that hu-man beings have an ability to operate and control complicated processes without havingprecise data and plant models, Fuzzy theary has been shown to translate such knowldge of human beings into computer implementable control algorithms which are ronmonly called"fuzzy control. "Fuzzy control has been used in many practical applicalionssuch as water quality control, subway operation systems, automotive suspension andraction control and camcorder fotusing and stabilizationArtificial neural networks are computing architectures that consist of massiveparallel interconnections of simple neural proCessors. The study of such architectureshas becn inspired by thc learning abilities and parallelism of biological nervous syatemsIn recent years, neura! networks have received considerable Attention and are now beingactively explored in the fields of artificial intelligence psychology engineering andphysics. Neural networks have been applied to many conmercial products such asspeech recognition systems, explosive detectors and airline seat allocation systerms.Ambitned use af fuzzy theory neural networks, as well as other computational in-telligence algorithms such as genetic algotithms, has heen recognized as being promising, An obvious example is the training of fuzzy rule-based systems ly using the learm
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