基于特征提取和描述的圖像匹配算法研究.pdf

1、圖像匹配是圖像處理和模式識(shí)別中的一種基本的手段和方法，它是指對(duì)不同拍攝設(shè)備或拍攝環(huán)境下獲得的兩幅或多幅圖像，找到圖像間的空間變換模型，建立圖像間的映射關(guān)系，進(jìn)而對(duì)圖像進(jìn)行匹配和對(duì)準(zhǔn)的過(guò)程.它在視覺(jué)導(dǎo)航、遙感地形、目標(biāo)跟蹤、圖像融合、醫(yī)療診斷、三維重建等很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用.隨著應(yīng)用要求的增加，對(duì)圖像匹配的時(shí)效性和精確性都提出了更高的要求.基于特征的圖像匹配技術(shù)的基本思路是從圖像中提取出能夠包含圖像有效信息的特征，然后對(duì)這些特征進(jìn)行描

2、述，使得圖像對(duì)灰度變化、旋轉(zhuǎn)、視角和噪聲具有一定的魯棒性，最后通過(guò)特定的相似性度量準(zhǔn)則對(duì)特征描述子進(jìn)行匹配.
　　本文重點(diǎn)研究前人的各種圖像特征提取和特征描述的算法，并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的圖像匹配算法.主要研究?jī)?nèi)容分為以下三個(gè)方面:
　　(1)系統(tǒng)地介紹了基于特征點(diǎn)的圖像匹配方法的幾項(xiàng)相關(guān)技術(shù)，包括:圖像預(yù)處理、尺度空間的建立、匹配點(diǎn)對(duì)提純、圖像匹配性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn).
　　(2)詳細(xì)闡述了幾種經(jīng)典的特征點(diǎn)提取算法，包括

3、:Moravec角點(diǎn)、Harris角點(diǎn)、SUSAN角點(diǎn)、Fast角點(diǎn)、SIFT和SURF，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)給出各算法的檢測(cè)效果.此外，也介紹了特征點(diǎn)描述的兩種常用方法，包括基于梯度直方圖的局部描述子和基于二進(jìn)制位串的局部描述子;然后分別介紹了幾種具有代表性的描述子算法.
　　(3)提出了一種實(shí)時(shí)魯棒的特征點(diǎn)匹配算法RRM，該算法首先通過(guò)微分操作確定圖像的邊緣區(qū)域和邊緣方向，接著找出邊緣區(qū)域中很可能成為特征點(diǎn)的錨點(diǎn)，然后使用主曲率剔除不穩(wěn)