图像拼接是计算机视觉、数字图像处理领域研究的重点课题之一,将多幅存在视差、畸变和亮度变化的图像无缝拼接成一幅视觉效果良好的图像是研究人员不断追求的目标。但是当下主流的图像拼接技术仍然存在许多不足,尤其是视差图像拼接时出现的伪影和形变问题严重影响着图像拼接结果的视觉质量。虽然网格优化算法使用局部投影变换进行对齐能够提高图像的配准精度,从而减少伪影产生的可能性,但是由于局部投影变换不再具有直线不变性,因此会引入局部形变,尤其是网格优化算法参数不当时,拼接结果会发生严重的扭曲。此外由于局部投影变换本质是全局投影变换的局部偏移,因此网格优化算法依然存在投影畸变导致的整体形变问题。本文针对视差图像拼接存在的形变问题提出了一种基于动态网格优化和组合变换的图像拼接算法,在保证图像拼接结果精确配准的基础上对形状进行了有效保护,极大地改善了图像拼接结果的质量。主要工作如下:(1)阐述了图像拼接算法的作用和当下所面临的问题,明确了本文主要研究对象为图像拼接算法中存在的形变问题。在分析国内外图像拼接算法研究现状,并对比当下主流图像拼接算法优缺点的基础上,选取网格优化和组合变换算法作为本文图像拼接算法的基础框架。(2)针对网格优化算法在特征点分布不均匀和参数选择不当情况下存在的局部形变问题,本文通过求解图像配准误差和直线扭曲程度最小时网格优化算法的最优参数来保证网格优化算法拼接结果的初始质量,同时通过关键点补偿的方法矫正直线区域的局部形变,从而在保留网格优化算法配准精度的基础上对局部形状进行保护。(3)针对投影畸变导致拼接结果出现整体形变的问题,本文从图像的几何变换原理出发,分析了投影变换结果产生不均匀缩放的原因,并指出使用相似变换代替投影变换能够有效保护图像的整体形状。本文通过构造全局相似变换和局部投影变换的加权组合变换来对拼接结果的整体形状进行保护,并通过求解投影畸变的变化方向为每个网格分配合理的变换权重,保证了拼接结果平滑过渡。(4)本文将改进算法添加到图像拼接的整体流程中进行仿真实验,并给出每步处理结果。本文还将改进算法针对不同场景的拼接结果同全局投影变换算法、APAP算法和SPHP算法等图像拼接算法的结果进行对比和评估。评估结果显示本文改进算法能够有效保护图像拼接结果的形状,视觉感受更加自然,图像配准误差RMSE更小,结构相似性SSIM有明显的提升,充分论证了本文算法的有效性和可靠性。