随着数字成像技术的迅速发展，数字成像设备(数码相机、数码摄像机等)得到了越来越广泛的应用。然而，在一些特殊环境下，由于设备本身的限制使得数字图像和视频的视场宽度不能满足应用要求。本文研究了利用图像拼接技术突破成像设备本身的物理限制，得到大视场的数字全景图像的理论和方法。 图像拼接过程包括图像获取、图像配准、图像再投影、平滑处理等几个基本步骤，其中图像配准是整个图像拼接的基础。本文研究了彩色图像的几何学配准和光度学配准方法的基本原理，针对实际应用中已有的超复数互相关彩色图像配准方法没有办法处理存在粗差的问题，在超复数互相关方法的基础上，结合鲁棒核函数，提出了一种超复数鲁棒相关的方法。该方法在频域中能使用快速傅立叶变换实现，在满足鲁棒性、实时性和准确性的同时，能通过遍历搜索去获得图像配准的全局解。即使在配准图像间存在粗差或者色彩旋转的情况下，该方法也能获得正确的配准结果。利用快速鲁棒相关技术所提供的被拼接图像相对位置值，作为基于仿射模型粒子滤波器的初始预测值。使用该预测值，粒子滤波器可以简单而有效地估计出图像拼接所需要的准确配准参数。该方法在满足鲁棒性、实时性和准确性的同时，可以通过遍历搜索去获得图像配准的全局解。 对于拼接好的彩色图像，本文对其拼接质量的评价方法进行了讨论，将彩色图像的三色分量作为超复数矢量的一个整体进行描述，提出了彩色图像的通用质量指标。该指标考虑了五种彩色图像失真的组合：相关损失、亮度失真、对比度失真、色彩失真和R，G，B三色之间失真。并根据HSI(色调、饱和度、亮度)彩色模型，讨论了提出的彩色图像通用的质量指标与灰度图像的质量指标之间的关系。并用该质量指标从配准质量和融合质量两方面评估了彩色图像拼接质量，该指标能够较好的符合人眼评估的结果，能判断出拼接图像在颜色、亮度、结构上的连续性。