基于SURF和顏色特征的圖像匹配算法研究.pdf

1、圖像匹配技術(shù)是指采用一定的匹配算法在兩幅或者多幅圖像之間檢測(cè)并識(shí)別相同點(diǎn)的過程，它是計(jì)算機(jī)視覺中的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容，主要應(yīng)用于智能監(jiān)控、遙感圖像匹配、航天器的定位導(dǎo)航、生物醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。目前在圖像匹配領(lǐng)域已經(jīng)提出了許多基于單一特征的圖像匹配算法，它們可在某些特定的環(huán)境下完成圖像匹配的任務(wù)?；诖吮疚脑谙到y(tǒng)地分析和研究現(xiàn)有算法的原理及過程基礎(chǔ)上，采用將不同圖像特征相結(jié)合的方法來完成圖像匹配的任務(wù)。
　　本文采用一種將表征圖像全局特

2、征的顏色信息與反映圖像局部特征的SURF特征點(diǎn)信息相結(jié)合的算法來進(jìn)行圖像匹配，進(jìn)而完成目標(biāo)圖像的定位操作。該算法的設(shè)計(jì)思路是:首先采用圖像顏色特征匹配法完成目標(biāo)圖像的粗定位，然后在此基礎(chǔ)上縮小特征點(diǎn)檢測(cè)與搜索范圍，采用優(yōu)化的SURF特征點(diǎn)匹配法，完成目標(biāo)的精確定位。
　　本文主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)圖像全局特征中顏色特征的特點(diǎn)及其提取與匹配原理進(jìn)行了詳細(xì)的理論研究。在分析和總結(jié)了常見的顏色特征匹配法的性能與不足之后，

3、采用顏色直方圖匹配法，提取目標(biāo)圖像的直方圖特征并建立直方圖匹配向量，通過相關(guān)函數(shù)匹配法獲得圖像最佳匹配點(diǎn)，進(jìn)而完成目標(biāo)圖像的初定位。(2)分析研究了局部特征點(diǎn)匹配算法中幾種經(jīng)典算法的性能與優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)討論了SURF算法的原理及其算法實(shí)現(xiàn)流程，包括該算法的尺度空間形成原理、SURF特征點(diǎn)檢測(cè)和描述子生成過程等，對(duì)算法性能進(jìn)行了仿真分析，驗(yàn)證了SURF算法的準(zhǔn)確性和可靠性。因此選用SURF算法在初定位所標(biāo)定的圖像區(qū)域內(nèi)進(jìn)行特征點(diǎn)的檢測(cè)與提取

4、，并通過相似度匹配準(zhǔn)則來完成目標(biāo)圖像的精確定位。(3)提出了一種將基于全局特征的目標(biāo)初定位與局部特征點(diǎn)精確定位相結(jié)合的改進(jìn)算法。為驗(yàn)證改進(jìn)算法的有效性，選用vs2008仿真平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明:該算法能有效的完成圖像匹配任務(wù)，減少特征點(diǎn)的誤匹配率，與單一的SURF特征點(diǎn)匹配算法相比減少了特征點(diǎn)的提取數(shù)量和匹配時(shí)間，特征點(diǎn)匹配效率提高30％～40％，并保證了特征匹配的準(zhǔn)確性。
　　論文在改進(jìn)算法于靜態(tài)圖像研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)