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航拍以其价格低廉、操作灵活、高可靠性等特点,越来越广泛地被应用于社会生活诸多领域,如电网全景管理、石油天然气管道管理、铁路线路动态管理、军事侦察、地质勘探、城市规划等。获取宽视野、高分辨率的航拍图像显得越来越重要,由于视觉系统中存在的分辨率与视场范围之间固有的矛盾,单幅航拍图像所覆盖的场景区域通常较小,无法满足准确、全面观察和分析地面场景的需求,航拍图像自动拼接技术很好地解决了视野与分辨率的矛盾问题。
随着传感器、数据通信等相关技术的发展,通过航拍手段取得的数据量急剧膨胀,诸多领域对航拍图像的处理速度要求也越来越高,现有的图像拼接技术在处理速度上无法满足实际应用的需求。
本文引入的并行处理则是解决这一问题的重要技术手段。
首先,本文详细地介绍了航拍图像自动拼接技术的需求、处理流程、分类和研究现状,展示了航拍图像拼接广阔的应用前景。由于航拍图像配准决定着航拍图像拼接的准确率和速率,本文重点针对航拍图像配准展开深入研究,针对航拍图像特性,提出将基于特征的尺度不变特征转换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)算法应用于航拍图像配准,取得了很好的效果。
随后本文针对传统串行SIFT算法处理大幅航拍图像时,速度仍无法满足实际需求的问题,对串行SIFT算法中两个主要部分--特征点检测和特征点匹配,进行了并行化的改进,由此提出了一种新的并行的航拍图像配准算法,基于特征的并行航拍图像自动拼接算法(Feature Based Parallel-Aerial Image Mosaic Algorithm,FBP-AIMA)。
最后,本文在理论研究基础上,通过实验证明该算法在保持原串行算法的准确度的前提下,对航拍图像配准进行并行化处理,从而提高了航拍图像自动拼接的处理速度。