具有旋轉(zhuǎn)和尺度不變性的圖像配準(zhǔn)算法研究.pdf

1、圖像配準(zhǔn)(Image Registration)是攝影測(cè)量與遙感領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一,是資源分析、地礦勘測(cè)、醫(yī)學(xué)影像分析等應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)。圖像配準(zhǔn)是將同一地物的兩幅或多幅圖像進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程,對(duì)準(zhǔn)結(jié)果的精度和效率,將直接影響后期的圖像分析效果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,不同類(lèi)型的圖像數(shù)據(jù)迅速增多,人們對(duì)圖像配準(zhǔn)的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性以及適用性要求越來(lái)越高。圖像配準(zhǔn)技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)以及宇宙探索等領(lǐng)域中的重要性必將進(jìn)一步提升,如何滿(mǎn)足不同數(shù)據(jù)類(lèi)型、不同變換

2、圖像之間的配準(zhǔn)要求,在保證配準(zhǔn)質(zhì)量和可靠性的前提下進(jìn)一步提升圖像配準(zhǔn)速度,將是計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理等領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。近年來(lái),研究者們提出的解決方法大都只是針對(duì)其中一種或幾種變換進(jìn)行,算法的性能和適用范圍都具有一定的局限性。到目前為止,還沒(méi)有一種通用的方法能有效解決同時(shí)具有大尺度平移、旋轉(zhuǎn)、縮放以及噪聲變換的圖像配準(zhǔn)問(wèn)題。
　　鑒于此,本文提出改進(jìn)的相關(guān)系數(shù)圖像配準(zhǔn)算法,在保持相關(guān)系數(shù)法原有優(yōu)點(diǎn)的情況下,實(shí)現(xiàn)了具有旋轉(zhuǎn)和尺度不變

3、性的圖像配準(zhǔn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)圖像配準(zhǔn)的理論基礎(chǔ)。對(duì)圖像配準(zhǔn)的研究現(xiàn)狀和相關(guān)理論進(jìn)行深入研究,總結(jié)歸納圖像配準(zhǔn)的關(guān)鍵影響因素。
　　(2)經(jīng)典的圖像配準(zhǔn)算法研究。針對(duì)國(guó)內(nèi)外常用的幾種圖像配準(zhǔn)算法進(jìn)行深入探討,重點(diǎn)對(duì)其旋轉(zhuǎn)和尺度不變性進(jìn)行分析,對(duì)比現(xiàn)有算法的優(yōu)缺點(diǎn),提出目前圖像配準(zhǔn)算法存在的不足之處。
　　(3)相關(guān)系數(shù)法的理論基礎(chǔ)研究。對(duì)相關(guān)系數(shù)法的基本原理進(jìn)行系統(tǒng)研究,總結(jié)不足,初步提出解決思路。<

4、br>　　(4)改進(jìn)的具有旋轉(zhuǎn)不變性的相關(guān)系數(shù)圖像配準(zhǔn)算法研究。針對(duì)圖像的旋轉(zhuǎn)問(wèn)題,分別運(yùn)用對(duì)數(shù)極坐標(biāo)變換、霍夫變換、Radon變換和1D傅立葉變換等進(jìn)行變換域內(nèi)的相關(guān)系數(shù)法配準(zhǔn),對(duì)比分析其優(yōu)缺點(diǎn),找出最優(yōu)的解決方法,實(shí)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)圖像配準(zhǔn)方法的旋轉(zhuǎn)不變性。
　　(5)同時(shí)具有旋轉(zhuǎn)和尺度不變性的相關(guān)系數(shù)圖像配準(zhǔn)算法研究。在系統(tǒng)研究了空間域和頻率域相互關(guān)系的基礎(chǔ)上,提出基于傅立葉變換的尺度因子檢測(cè)方法,并進(jìn)一步提出具有旋轉(zhuǎn)和尺度不變性