基于SURF和矩阵乘法的超大规模遥感图像亚像素配准算法研究

图像配准是一项基本而又非常关键的图像预处理技术.在很多应用领域,要求配准精度达到亚像素级.现有的相位相关法具有精度高、计算简单等特点,但是随着图像规模的增大,计算付出的时间代价是巨大的.本文提出基于SURF和矩阵乘法相位相关法的超大规模遥感图像亚像素配准算法,采用化整为零的方法,首先把整幅图像划分成不同区域,其次使用改进的Canny算法进行边缘分割,去除无用信息,再次使用SURF算法提取特征,最后在关键点周围使用矩阵乘法相位相关估计图像亚像素偏移量.实验表明本文提出的算法不仅提高了算法运行速度,同时也解决了图像尺寸太大导致一般计算机无法处理的问题.并且由于矩阵乘法相位相关的良好抗噪声特性,因此即使存在噪声,算法仍然可以获得较高的亚像素偏移量估计精度.     

超声TOFD图像的亚像素配准算法

为了提高超声TOFD(Time Of Flight Diffraction)图像的配准精度,研究编写了基于离散傅里叶变换(DFT)的亚像素配准算法,使得原图与模板图的互相关度在0.99附近。为解决实际焊缝缺陷检测过程中处理数据量较大问题,文章通过图像配准来提取有效缺陷区域,减少后期图像处理的数据量和提高缺陷识别效率。现基于FFT的相关性,提出了一种超声TOFD图像配准算法,成功将灰度光学图像处理方法应用于超声波图像,提高配准精度到亚像素层次,得到的配准图像清晰,缺陷特征明显,其操作过程简单,配准位置准确。     

基于相位相关的目标图像亚像元运动参数估计

为获取亚像元级目标运动参数,提出一种基于相位相关分析的图像配准方法。首先讨论了目标局部运动和全局运动的目标参数估计问题,通过图像减影运算和模块匹配方法实现粗配准,从全景图像中分离目标信息和背景信息,计算目标中心坐标,获取像元级运动参数;然后采用相位相关图像配准方法实现精配准,利用傅里叶变换的平移特性,对产生平移的目标图像,通过求解归一化的互功率谱的傅立叶逆变换,得到二维脉冲函数,其峰值对应图像位移,由此获取亚像元级位移量。在实验室通过自准直光学系统获取光斑运动图像,使用Leica经纬仪标定光斑运动参数精度。结果表明,该方法效果显著,最大配准误差为0.156,标准差为0.091,配准精度优于1/10像元。     

基于点不变特征的亚像素级图像配准技术

图像匹配是图像处理和计算机视觉领域的一个基础问题,它源自多个方面的实际问题.点特征匹配的首要任务就是提取稳定的特征,并进行描述.该特征能对旋转、尺度缩放、仿射变换、视角变化、光照变化等图像变化因素保持一定的不变性,而对物体运动、遮挡、噪声等因素也保持较好的可匹配性.提出一种基于点的尺度、旋转不变特征变换（SIFT）算法的亚像素级图像配准算法,首先在尺度空间进行特征检测,并确定关键点的位置和关键点所处的尺度,然后使用关键点邻域梯度的主方向作为该点的方向特征,以实现算子对尺度和方向的无关性.该方法具有旋转、尺度缩放、亮度变化不变性,对视角变化、仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定.独特性好,信息量丰富,适用于在海量特征数据库中进行快速、准确的匹配.高速性,该匹配算法可以达到实时的要求.     

基于相位相关模板匹配的全景图像拼接

本系统对图像拼接的两个主要过程：图像配准和图像融合分别进行了详细介绍。图像配准是图像拼接的核心技术,并针对图像拼接中的图像配准参数估计问题,提出了一种扩展相位相关法与优化相结合的参数估计方法。基于相位相关模板匹配采用相位相关法估计出相互间存在旋转和平移的两幅部分重叠的图像的初始变换参数,然后对参数进行优化而得到最终准确...     

基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法

高精度的图像配准是SAR图像融合的前提条件之一.针对相位相关匹配方法用于强相干斑噪声的多波段、多极化SAR图像匹配时存在的缺点,提出了一种基于尺度预估的SAR图像相位相关配准算法.首先,利用图像问的中心频谱值之比实现尺度预估计;然后,在相位相关过程中,针对强噪声图像的互功率谱的逆傅里叶变换图存在多峰的情况,通过脉冲值的局部搜索得到最佳的匹配参数;最后,校正待配准图像,达到精确配准.实验结果表明,文中算法对于多波段、多极化SAR图像具有良好的匹配效果.     

快速亚像素图像配准算法研究

亚像素图像配准是图像配准技术中的研究热点.常用的亚像素配准算法是相位相关法与拟合方法的结合.针对该方法中存在的时间和精度不能同时达到最优的问题,提出了基于角度-平移信号频率估计的亚像素配准算法,利用相位相关中的交叉功率谱的角度信息构建出了角度-平移一维信号,运用DFT相位差分法准确估计出一维信号的频率,进而计算出图像间的亚像素平移量.通过在Matlab下仿真实验,验证了本文算法在时间和精度上均优于拟合法.     

基于霍夫变换和相位相关的图像配准方法

本文结合霍夫变换和相位相关技术来处理图像配准问题.根据1D相位相关技术,提出了一种通过搜索角度脊来得到旋转参数的方法;将待处理图像去旋转后,再采用2D相位相关来得到平移参数.本文方法可以充分利用FFT 的高效运算.实验结果表明此方法能准确有效地处理具有旋转和平移的图像配准问题.     

基于梯度相位相关的自动图像配准方法

图像配准是超分辨率重建、图像融合的基础。提出了非迭代的基于梯度相位相关的图像自动配准方法。首先分析了图像梯度和相位相关的理论,证明了提出方法的正确性;然后给出了图像配准的过程,并利用人工平移图像配准对该方法进行了实验验证。实验表明,该方法配准精度高,能有效地实现图像的自动配准。     

基于良分布的亚像素定位角点的图像配准

针对Harris检测出的角点位置会发生偏移和易产生伪角点,以及在角点匹配过程中计算复杂,容易产生误匹配等缺点,该文提出了基于良分布的亚像素定位角点的图像配准方法。该方法首先使用多尺度Harris算子检测图像的角点作为初始兴趣点,并采用自适应非极大值抑制对兴趣点的数量进行限制,以减少后续过程的计算复杂度,提高算法效率,同时使得角点在图像中处于良分布状态。然后利用亚像素定位技术进行精确定位,排除伪角点和不稳定的角点。最后使用随机抽样一致性算法对初始匹配进行鲁棒的模型参数估计。实验结果表明算法配准效率改进明显,并具有良好的精确性和鲁棒性。     

融合MEMS-IMU信息的亚像素相关跟踪方法

结合图像制导武器的工程应用,提出了一种融合微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)-惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)信息的亚像素相关跟踪方法。该方法采用基于速率测定的误差补偿方法对MEMS-IMU的测量误差进行补偿,以实现MEMS-IMU信息与图像数据的异质数据融合,同时采用基于模板插值的亚像素相关跟踪算法来提高跟踪精度。结果表明,该方法不仅可以较好地解决目前单靠图像信息提升图像跟踪精度时所面临的算法实时性与复杂度之间的冲突问题,而且还可以有效提升动基座下的图像跟踪精度。     

结合小波变换与相位相关的图像匹配方法

图像匹配技术是图像测量系统中的关键技术,是目标定位中最基本的方法。相位相关作为一种图像匹配技术对噪声有较高的容忍程度,检测结果与照度无关,受几何失真影响小。但该方法对旋转变化非常敏感。为解决此问题,本文提出结合小波变换和相位相关的匹配算法,该算法首先对图像进行小波分解,并对结果中的近似信号进行空域旋转校正;然后利用相位相关方法进行图像匹配,从而达到快速精确的定位。该方法在掌纹图像匹配定位中的应用证明了它的有效性。     

两阶段平移、旋转图像高精度配准算法

图像配准在图像处理中是十分重要的,通常是许多现代图像处理和计算机视觉任务一个关键的预处理步骤,许多算法和技术已经被提出用来解决配准问题.本文提出一种稳健的两阶段层次配准算法,在频域组合相位相关和谱对消技术对平移和旋转图像获得亚像素精度的配准.算法第一阶段首先利用一维FFT技术实现图像的旋转以确定旋转角度,并利用这个旋转角度将两幅图像之间的运动简化为平移运动,然后利用相位相关法确定整数像素平移参数.算法第二阶段运用谱对消技术确定亚像素平移参数.提出的算法甚至在图像因为下采样而包含混淆误差情况下仍然能够获得亚像素精度配准.     

相位相关红外图像配准算法的硬件实现

在目前图像配准算法中,相位相关法是相对比较成熟的,并且有较多的改进算法,但是随着算法的复杂度增加,相应的运算量也增加,那么在保证效果的同时实时性却无法保证。根据这一现状,提出了在FPGA中实现相位相关法配准技术。在以FPGA为主处理芯片搭建的平台上,利用光纤高速传输图像,实现并且验证了相位相关法的可行性。详细阐述了相位相关法在FPGA中实现的主要步骤。结果表明,相位相关法能在FPGA中实现,并能充分利用FPGA的并行性和资源多的优点,使得处理算法的时间缩短,可以满足实时性要求。     

基于BRISK特征匹配航拍图像自动配准方法

针对航拍图像存在平移、旋转、尺度和亮度变化的问题,提出了一种新的基于二进制鲁棒不变尺度特征(BRISK)的快速图像自动配准算法.首先提取BRISK特征点,其次采用引导互匹配策略得到初始匹配点对,然后采用预检测的随机抽样一致(RANSAC)算法剔除误匹配点对,最后用最小二乘法求出帧间的变换模型参数,采用双线性插值得到配准后的图像.实验结果表明,该算法不但满足配准精度的要求,而且运行速度远远快于SURF算法,具有一定的理论和应用价值.     

基于BRISK特征匹配航拍图像自动配准方法

采用基于Cortex A8内核的AM3354工业级CPU, 搭载稳定的Linux操作系统, 设计了一款具有多种通信接口、可扩展性强并具有本地图像分析处理能力的工业相机。同时还提出了一种基于vivi的摄像头驱动开发方法, 可快速而高效地为各种CPU开发Linux摄像头驱动程序。     

一种稳健的多源遥感图像特征配准方法

 提出了一种稳健的多源遥感图像特征配准方法.首先引入相位一致性变换来消除图像灰度、对比度差异的影响并提取特征点;然后基于Zernike矩重构互相关函数并通过重构函数最大化实现图像旋转条件下的特征点匹配,同时结合双向最大互相关值匹配策略实现图像的粗略配准;最后,采用迭代修正变换参数算法最终实现多源遥感图像高精度配准.对大量多源图像进行配准实验表明,提出方法对多源遥感图像配准具有较强的适应性且配准精度高.     

基于互匹配的图像自动配准方法

图像配准是将同一场景的不同图像对齐或进行广义的匹配,其中基于特征点的方法是应用最广泛的一类方法,而单一的特征点提取和匹配算法难以实现精确的匹配.文中提出了一种基于互相关双向匹配与匹配支持度相结合的高精度匹配方法,利用互相关法进行双向匹配得到粗匹配点对;依据初始候选匹配点对的匹配支持度对其排序,选取支持度位于前面的候选匹配点对,即可排除误匹配点对,优选出真实的匹配点对.采用粗精两次匹配建立特征点之间的对应关系,相对于传统的单向匹配法有较高的可靠性和有效性.实验表明,这种匹配方法对于旋转、平移、缩放等多种几何变换的情形都是十分有效的.