MATLAB实现的基于LM算法的图像拼接与几何校正系统

资 源 简 介

本系统利用MATLAB开发，通过手动选取特征点，结合Levenberg-Marquardt（LM）非线性优化算法，精确估计图像变换参数，实现重叠图像的自动拼接与几何校正。系统包含图像预处理、特征点配准等模块，适用于多幅图像的精准对齐处理。

详 情 说 明

基于LM算法的手动特征点图像拼接与几何校正系统

项目介绍

本项目实现了一套多幅重叠图像自动拼接与几何校正系统。系统通过用户手动选取匹配特征点，利用Levenberg-Marquardt（LM）非线性优化算法精确估计图像间的几何变换参数。包含图像预处理、特征点配准、变换矩阵优化和图像融合四个核心模块，能够有效消除拼接过程中的几何畸变与配准误差，生成高质量的全景拼接图像。

功能特性

• 手动特征点配准：支持用户在图像重叠区域手动选取匹配点对，确保特征对应准确性
• LM算法优化：采用Levenberg-Marquardt非线性优化算法进行变换矩阵精确估计
• 几何畸变校正：基于透视变换模型实现图像间的几何校正
• 智能图像融合：平滑处理拼接边界，实现无缝图像融合
• 可视化分析：提供特征点匹配可视化与优化过程监控

使用方法

1. 准备输入数据：

- 收集2张或以上具有重叠区域的RGB或灰度图像（JPG/PNG/BMP格式） - 在图像重叠区域手动选取至少4对匹配特征点

1. 参数设置：

- 设置LM算法迭代次数阈值（默认1000次） - 设置容差阈值（默认1e-6）

1. 运行系统：执行主程序开始图像拼接流程

1. 获取输出结果：

- 拼接后的完整全景图像 - 3×3单应性变换矩阵估计结果 - LM算法优化过程报告（残差变化曲线与收敛状态） - 特征点匹配可视化图像

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox
• Optimization Toolbox
• 至少4GB内存（建议8GB以上处理高分辨率图像）

文件说明

主程序文件整合了系统的全部核心功能，包括图像数据读取与预处理、用户交互式特征点采集、基于LM算法的变换参数优化求解、透视变换几何校正实施、多图像拼接融合处理，以及最终结果的可视化输出与报告生成。该文件作为系统入口，协调各模块顺序执行，确保完整工作流的顺畅运行。