47、图像拼接与合成技术全解析

图像拼接与合成技术全解析

1. 图像合成应用：蒙太奇摄影

图像拼接通常用于合成部分重叠的照片，但它也可用于合成同一场景的多次拍摄照片，以获得每个元素的最佳构图和外观。例如，Agarwala、Dontcheva 等人在 2004 年开发的蒙太奇摄影系统，用户在一组预先对齐的图像上绘制笔触，以指示希望从每张图像中保留的区域。系统解决由此产生的多标签图割问题（8.72 - 8.73）后，使用泊松图像融合的变体（8.75 - 8.77）将从每张源照片中选取的各个部分融合在一起。该系统还可用于从一系列包围对焦图像中自动合成全对焦图像，或从一组照片中去除电线和其他不需要的元素。

2. 图像融合技术

2.1 羽化融合

在确定图像之间的接缝并去除不需要的对象后，需要融合图像以补偿曝光差异和其他不对齐问题。之前讨论的空间变化加权（羽化）通常可用于实现这一目标。然而，在实践中，要在平滑低频曝光变化和保持足够清晰的过渡以防止模糊之间取得令人满意的平衡是很困难的（尽管在羽化中使用高指数可能会有所帮助）。

2.2 拉普拉斯金字塔融合

Burt 和 Adelson 在 1983 年开发的拉普拉斯金字塔融合技术是解决这一问题的一个有吸引力的方案。该技术不是使用单一的过渡宽度，而是通过创建一个带通（拉普拉斯）金字塔，并使每个级别内的过渡宽度成为该级别的函数，即像素宽度相同。在实践中，少量的级别（如 Brown 和 Lowe 在 2007 年指出的，少至两个级别）可能足以补偿曝光差异。应用这种金字塔融合的结果如图 8.14h 所示。

2.3 梯度域融合

多波段图像融合的另一种方法是在梯度域中执行操作