全景图像可以给人们带来的无可比拟的视觉体验,利用全景图像拼接算法对图像进行拼接是获取全景图像的主要方式,在安防监控、卫星遥感、虚拟现实、电子地图等领域都有着十分广泛的应用。本文设计并实现了一种360度全景图像实时拼接的系统,在现有的图像拼接算法的基础上,重点对图像配准的精确性、颜色的一致性和实时性进行了研究,并提出了相应的优化方法。全景图像实时拼接系统是由360度全景相机、交换机和计算机组成。全景相机的设计采用模块化的设计思想,相机整体由八个网络相机模组、四个微型交换机、供电电路和散热风扇构成,全景相机可以实时采集八个方向的视频并推流至同一局域网内的计算机中,在计算机实现视频图像的存储、拼接和展示的功能。提出了一种针对网格变换的优化算法,提高了图像配准的精度,有效地减少了拼接之后的图像出现重影的问题。利用子网格相似性优化项,子网格单应性优化项和网格整体相似性优化项对网格的顶点位置进行调整,使基于网格的局部单应性变换的效果精度更高。提出了基于RGB直方图的图像色彩迁移算法,实现了由拼接得到的全景图像在色调和亮度方面的一致性。充分利用图像配准算法的结果,在相邻图像之间精确提取出重合区域,以重合区域的图像色彩特征作为迁移的基准,实现了图像色彩特征的准确迁移。提出了结合多线程技术和GPU加速的全景图像实时拼接方案,有效地提高了算法的实时性。通过实验分析证明了GPU并行计算的可行性和加速效果,对全景图像拼接算法中适合进行并行化的部分进行并行化处理。结合本文设计的全景图像拼接系统,采用多线程技术对采集的八路1080p的高清视频同时进行解码,并利用GPU实现对图像的实时校正,拼接算法计算得到的图像变换参数在GPU中动态更新,在GPU中利用图像变换参数对校正之后的图像进行变换和融合操作,由于视频图像在短时间内变化不明显,因此变换参数更新的速度对全景图像拼接结果的影响可以忽略不计,实验的结果表明本文提出的全景图像实时拼接方案的拼接效果良好,基本满足全景图像实时拼接的需求。