图像拼接就是把针对同一场景的相互有部分重叠的一系列图片合成一张大的宽视角的图像. 拼接后的图像要求最大程度地与原始图像接近, 失真尽可能小, 没有明显的缝合线.
图像拼接技术在宇宙空间探测、海底勘测、医学、气象、地质勘测、军事、视频压缩和传输, 档案的数字化保存, 视频的索引和检索, 物体的 3-D 重建, 军事侦察和公安取证, 数码相机的超分辨处理等领域都有广泛的应用. 主要表现为:
(1)全景图和超宽视角图像的合成: 将普通图像或视频图像进行无缝拼接, 得到超宽视角甚至 360°的全景图, 这样就可以用普通相机实现场面宏大的景物拍摄;
(2)碎片图像的组合: 将医学和科研的显微碎片图像或者空间、海底探测得到的局部图像合成大幅的整体图像;
(3)虚拟现实: 图像拼接是虚拟现实领域里场景绘制(Image-based Rendering,IBR) 方法中的一项基本技术, 利用图像拼接技术可以生成全方位图像, 用全景图表示实景可代替 3D 场景建模和绘制 。其中典型的应用有谷歌3D街景和 谷歌3D艺术馆。
图像拼接的一般流程如下：
a)图像预处理。包括数字图像处理的基本操作 (如去噪、边缘提取、直方图处理等 )、建立图像的匹配模板以及对图像进行某种变换 (如傅里叶变换、小波变换等 )等操作。
b)图像配准。就是采用一定的匹配策略, 找出待拼接图像中的模板或特征点在参考图像中对应的位置, 进而确定两幅图像之间的变换关系。
c)建立变换模型。根据模板或者图像特征之间的对应关系, 计算出数学模型中的各参数值, 从而建立两幅图像的数学变换模型。
d)统一坐标变换。根据建立的数学转换模型, 将待拼接图像转换到参考图像的坐标系中, 完成统一坐标变换。
e)融合重构。将带拼接图像的重合区域进行融合得到拼接重构的平滑无缝全景图像。
