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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树莓派3B+使用手册
非常非常实用的树莓派3B+的使用手册，购买3B+新手准新手必备！国内店主自行编写，非常实用具体详细地介绍了树莓派的结构和操作等等。树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.com、前言树莓派是个好东西,已是全球第三大计算平台,保有量高,颇受欢迎。好是好但对广大新手而言,不事先做功课,就可能“秒坏《使用手册》因此而生,不妄自菲薄,也不王婆卖瓜,对初次使用者很有裨益(老司机不妨也看看),希望亲拿到手都看下。树莓派论坛( shumeipai. net),2012年开始为大家提供服务,转眼6个多年头了。不管好坏,当初和现在很多资源均来自我们论坛,还是有那么一点点贡献。我们将继续提供更多的ⅥP教程、资源,将陆续开通树莓派产品中心,树莓派百科中心,供大家参考使用。重点来袭,本店目前800种产品,其中95%有资料或教程(力争做到100%),在商品介绍中都会直接展示或链接指向。遇到什么问题,也可以先去下载相关资料来折腾解决。如果是套餐中的产品,哪个产品遇到问题,就到其商品介绍中査看2018年版《使用手册》是第四版,尽量做到简洁,直奔主题。希望能继续帮到大家。二、硬件认识干兆网卡2*2USB接口GPIO排针POERAMCPU标准HDM接口音频及AV视顷网线接口电源管理IC输出口,3.5mmCS接口TF卡槽入直接插拔,不会弹起(2018年3月树莓派3代B+型,正面,背面展示)3/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.comCORNER RADIUS 3 01Z-lltight: L5.9.623495647262 Height: 13.53.510.253.510.63213(树莓派3代B+主板尺寸图)声明、下载、购买3.1、本手册中所有链接,按下ctl键,同时鼠标点击左键,即可打开页面32、本手册中树莓派系统为:2018-04-18- Caspian- Stretch,下称树莓派系统。33、本手册中用到的PC部分,均基于 windows7系统,下称电脑。34、本手册中提到的配件在我们淘宝店(点此访问)均可购买35、本手册中所提到的资源在我们论坛资源中心(点此访问)均可下载。四、系统安装41、 Raspbian系统及工具下载下载树莓派 Raspbian系统:点此下载;其它系统下载,点击这里。树莓派3B+只能使用2018-03-13及之后的 caspian版本,否则可能无法正常使用或功能不全。系统安装软件—Win32 diskimager:点此下载,并安装好。4.2、系统安装步骤4.2.1、将TF卡装入USB读卡器,并将读卡器插入电脑的USB接口。4/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.com4.2.2、将第4.1步下载好的系统,解压缩得到〃im文件(不需要再解压),这是树莓派系统的镜像文件;放到没有中文或者特殊符号的文件夹下。433、打开Win32 diskimager,如下图s Win> isk imager5工国MDsH&=hC盘T工色是d4.2.4、如下图,点击(3)选择将系统装到哪个盘符。点击(2)选择下载好的树莓派系统镜像文件,选择好后,如(1)。点击(5)—Wte,点击后,自动安装系统s Win3? Disk Imager回双」(1)卫;}xpi!S!21吕-04-18- aEpbiQr-th. imge:51白三雪0. Thrit10.7004MB/s(4)(5)4.25、(4)是备份按钮,当配置好一个系统后,点击READ,就可以将TF卡内的系统备份到电脑。此刻不做备份,还有很多没配置好。4.2.6、此时查看TF卡,不管原本多大容量,这时候顶多显示只有几十兆了,如下图1(原本16G)。这都是正常的,具体原因这里不赘述,点此查看。也可以鼠标右键“计算机”或“我的电脑”——管理——存储一磁盘管理中可以找到盘符的真正容量,如下图2:boot (G:208MB可用,共424MB(图1)磁血2可移动boot(1484GB43 MB4.57 GB10.22GB联机状态良交状态最好(主分区末分配图2)不要拔掉读卡器和TF卡,下一步有用5/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.com五、关机配置系统5.1、开启SSH功能在电脑上,进入TF卡,新建一个以sh命名且没有后缀的空文件(如下图)即可开启SSH。也可以点击这里下载直接使用。攻本立档(2)cmdline.tct本空Aconfig.toct本立档322字节文件(1)ssh文件5,2、 config. txt配置文件5.2.1、准备代码编辑软件,已经安装可忽略,下载点击这里。52.2、如今的系统,可以不用配置 config. txt文件,直接使用。一般情况系统会自适应显示器尺寸等〔特殊尺寸还是需要配置,而且还比较麻烦)。很有必要了解下面的章节。5.2.3、如上一图, windows系统上操作,直接进入装了系统的TF卡,就可以找到 confid文件(如果是inux系统,则在/home/pi下面)。用代码编辑器打开config,tx不要用记事本等,如下图G:config. txt-Notepad++ [AdnDD x文件(编()搜素(S)视图(格式M)语言()设置(D宏(0)运行(指件()囗M?X回音|南喻酯|e|諂智|卫品For more options and information see2thttpi/rdz3 a Some settinge may ipact device functionality. see linkabove for details5 uncomment if you get no picture on aDM- Ior a deia ltmodea uncomment this if your c-splay has a b-ack border funused pixels visible9 a and your display can output wishout overscan10书ia1 OVErsCaN=1112 uncomment the following to ad-ust overscan. Use13geB日c工≡en, End neCa阳12he21 E cO0 MuCh上rde21 #overscan lE=t=16Ln: 8 Col: 7? Sel: 0|0UNIX0-8INS5.2.3、可以看到最后一行前面没加#,加了#表示不生效,注释掉了。这里着重说几个参数(=号后面的数字我们已做调整,你可以照抄调试)6/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.comhdmi force hotplug =1hdmi_ group=2hdmi mode= 16hdmi drive =2config_hdmi_boost=4arm_freq =800de=2hdmi mode表示分辨率, hdmi diⅳe=2表示声音从HDMI接口输出,为1就是3.5mm耳机孔输出。若要全面了解 config. txt各类参数含义,请点击这里查看中文版,官方英文版点击这里。至此非开机状态的系统配置过程完毕,下面进行必要的配件安装过程讲解。六、GP|O针脚定义及编码树莓派GPIo的编码有些混乱,不同的API(如 wiring,RP.GPIO等)对GPIo的端口编号并不一样,用最多的还是BCM编码,不要被功能定义这里的GPIO.0.2345.6…所迷惑61、各类针脚编码定义展示树莓派40 Pin gPo针脚定义图W工五nEP五BC编码功能定|B0ARD编码物理编码到即功能定义EC编码1BP22STSC 1GHDGPIO.IDG.D10RD151617GPIO.0 11 12 GPIO.l27GP工U.2314LGND shumeikai.net22cPI0.31516cPI0.4231718GPIO.524121920GHD13LITSO212?PT025SCLK2324CEO82526CE1300SDAO228SCL O31215GPT.212930G五D22GPI0.223132GPIO.261222313GPI0233334GD2419GPI0243536GPIO.272I2526GI0253738GnIo.28202G.D3940GPTo.292129本农出树莓派论坛制作htLp/w. hww:shumei,me量7/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.com6,2、GPIO库6.2.1、API等wiring c:有Per,PHP,Ruby,Node.Js等,支持 wiringPi Pin和 BCM GPIO两种编号RPi. GPIO Python:支持 Board pin和 BCM GPIO两种编号Webiopi: Python,使用 BCM GPIO编号Wiring-Go:Go语言,支持以上三种编号62.2、GPIO针脚权威网站:点击这里6.3、树莓派3代B+简洁针脚定义图Raspberry Pi 3 B+ GPlo HeaderEPin#t NAMNAME Pin#013.3y DC PowerDC Power 5v0203 GPIO02 (SDA1, FC)DC Power 5v04GPIO03 ( SCL1,I2C)GroundGPIO04(GPIO GCLK) O(TXDO)GPIO 14Ground(RXDO)GPIO15 101 GPIO17(GPIO_GENO)O(GPIO_GEN1)GPIO1813 GP1O27GPIO_GEN2) o.Ground1415 GPIO22(GPIOGEN3) OO(GPIO_GEN4)GPI023 16773. 3y DC PowerOo(GPIO-GEN5)GPIO2418GP1O10 (SP_MOSI)Ground21 GP1O09(SPIMISO)oO(GPIO GEN6) GPIO2523 GPIO11(PI CLK(SPI CEO N) GPIO08 2425Ground(SPI CE1 N) GPlO07 2627 ID_SD(12C ID EEPROM)OO(IC ID EEPROM)ID_SC 2829GPIO05Ground37GP1006((GPIO123233GP1O13Ground3435GPIO19GPIO1637GP1O26GPIO2039GroundGPI021Raspberry Pi 3 B+ PoE Header01TR018TROO02TR03TRO204Rev. 108汇03/2018CGswww.element14.com/raspberrypi8/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.com七、外设的安装71、安装TF卡TF卡是树莓派必须配件,用于存储系统和数据。不可直接用U盘或者其它外部存储设备代替。所谓TF卡,即 Mciro sd卡,不是大尺寸的SD卡,而是小卡72、散热片安装树莓派3B+性能上的提升,导致功率明显增大,散热需求更大。有四五个芯片值得安装散热片,做好散热可以明显提升寿命安装方法:起开散热片背面的硅胶贴纸,即可粘贴在芯片上。粘贴前先大概每个芯片上放一个散热片,比较下大小,对不对。即可快速装好。73、安装温控模块和风7.3.1、安装风扇将风扇接口插到GPIO上的5V和GND针脚即可。如果不转,对调下5V和GND即可。5V用3V3针脚代替也行。7.3.2、安装温控模块:9/49树莓派论坛:htt:/wWw.shumeikai.net淘宝店:htps:/raspi.taobao.com将风扇接λ温控模埉旳正负极。温控模块使用的是5V、G№D、GPⅠOΣ针脚,进行控制。使用说明及代码例程,看这里,不做代码操作的话,风扇接通就转动。通代码进行控制温控模块,可以为风扇设置启停阀值,以及风凉大小。74、连接视频线、USB设备、电源安装保护壳保护壳多种多样,这里不做过多表述,对应商品介绍中都有安装说明或者教程链接7.4.1、安装视频连接线树莓派视频输岀接口有标准HDMI接口和3.5MMNV接口(音视频一体)。也就是你的显示器可以是HDM接口,VGA接口,DⅥ接口,AV接口等视频输入接口,只不过除HDM接口外,其它接口都需要转接线,例如HDMI转VGA,HDM转DⅥ等等。接插很简单,不赘述。需要指出,笔记本的视频接口大多数是视频输出接口,而不是输入。故此笔记本不能直接作为显示器,可以通过远程访问来当作显示器,后面有专门讲解。74.2、安装USB设备树莓派接口为USB2.0,2*2个。跟上代无差别。常见的USB设备是兼容的,只需要将USB头插到树莓派USB接口上即可。7.4.3、电源的安装树莓派的专用电源输入接口是 Micro usB。由于树莓派没有开关,也无法通过系统强制关闭电源,因此强烈建议准备一条带有开关的电源线,而且至少能过5V2.5A,最好是3A。八、上电启动81、有独立显示器的情况有独立显示器的用户,如果配置正常,启动后会自动进入桌面。这时候就算成功了,开始折腾之旅。当然设置的如果是命令行模式,那么如下图,这样的话,也就启动成功了:piGraspberryp主:10/49
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