图像配准技术方法研究

图像配准技术方法研究

摘要随着信息技术的迅猛发展，图像配准技术已经在军事、遥感、医学、计算机视觉等多个领域得到了广泛的应用。图像配准技术是图像处理的一个基本问题，它是将不同时间、传感器或视角下获取的相同场景的多幅图像进行匹配的图像处理的过程。三类图像配准的方法大致如下：基于灰度的图像配准方法。基于变换域的图像配准方法。基于特征的图像配准方法。本文将应用这三种方法对图像配准进行研究。并重点研究基于特征的图像配准方法。

关键词图像配准，特征点匹配，灰度插值，控制点的提取

Abstract

The technology of image registration is being widely used in the military, remote sensing , medical, computer, visual and any other fields with the rapid development of information technology. The technology of image registration is a kind of process to match different pictures getting from different periods and different cameras but a same scene, it is a basic point to handle the pictures. There are three kinds of ways to do the image registration:According to the level of the color of gray getting from the pictures.According to transforming domains.According to the features The three kinds of ways will be used to discuss the image registration in the thesis, and the way according to the features will be discussed more in the thesis.

Key words: Image registration, Match feature points, Gray inerpolation ,Collect the control points

目录

1.绪论 (1)

1.1课题研究目的及意义 (1)

1.2国内外对本课题涉及问题的研究现状 (1)

2.研究方法与研究内容 (3)

2.1研究内容 (3)

2.2研究方法 (3)

3.图像配准的常用方法 (4)

3.1图像配准的定义 (4)

3.2基于灰度的图像配准方法 (5)

3.3基于变换域的图像配准方法 (6)

3.4基于特征的图像配准方法 (8)

3.4.1特征提取 (8)

3.4.2变换模型 (10)

3.4.3坐标变换与插值 (13)

3.4.4图像配准实现 (17)

4.实验设计及分析 (18)

4.1图像配准实验一 (18)

4.1.1研究对象 (18)

4.1.2 过程实现 (19)

4.2图像配准实验二 (24)

4.2.1研究对象 (24)

4.2.2过程实现 (25)

实验总结 (34)

参考文献 (35)

致谢 (36)

附录 (37)

1.绪论

1.1课题研究目的及意义

图像配准是遥感图像处理、目标识别、图像重建、机器人视觉等领域中的关键技术，是多传感图像融合的基础。军事、遥感、医学、计算机视觉等许多领域都需要图像配准，实际应用过程可能会有所不同，但其中关键的因素是类似的。经过多年的研究，图像配准技术已经取得了众多研究成果，但由于图像配准的输入数据来源的多样性，以及配准问题的复杂性，还有待于更进一步的发展。

图像配准是图像融合技术的基本环节和首要问题，只有经过配准后的图像才能进行有效的融合，目标定位，变化监测，高分辨率图像的重建等后续处理工作，处理结果的好坏将直接影响后续工作质量。

1.2国内外对本课题涉及问题的研究现状

国外从20世纪60年代就开始在图像配准领域进行研究，但直到1980年代才开始引起学者们的关注。到上世纪末，单模图像配准问题已基本解决，但多模图像配准由于涉及模式和领域的复杂性，仍需密切关注。国际上对图像配准技术曾做过调查，其结论是1990年代初技术文献明显增加。而国内从1990年代初才开始涉足此领域。

图像配准最早在美国七十年代从事的飞行器辅助导航系统、武器投射系统的末制导以及寻地等应用研究中提出。八十年代后，在很多

不同领域都有大量配准技术的研究，如遥感领域，模式识别，自动导航，医学诊断，计算机视觉等。

由此可见，图像配准技术经过多年研究，不论国内外，发展的都非常迅速，已经取得了许多研究成果。图像配准的高精度、图像配准算法的强鲁棒性、图像配准算法的配准速度以及图像配准的自动化一直以来都是图像配准领域所不断追求的目标。

2.研究方法与研究内容

2.1研究内容

本论文主要是对图像配准技术方法进行研究。讨论了图像配准技术的常用方法，包括基于灰度的图像配准方法，基于变换域的配准方法以及基于特征的图像配准方法，并通过一定的理论分析来了解每种图像配准技术的特点。除此之外，本文还重点就基于特征的图像配准方法展开的深入的讨论研究，并通过一系列的实验来具体实现不同图像的配准。

2.2研究方法

该论文主要是运用一系列图像处理手段，对待配准的图像进行一定的变换与处理，例如:投影变换，非线性变换，刚体变换，放射变换，傅里叶变换，坐标变换与插值等，从而实现不同图像间的高精度配准。