一种基于SURF特征的图像拼接方法

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片卷 , 并通 过 H e s s i a n矩 阵确 定候 选 点 , 进行 非极 大 抑

f ) 。把 4 x 4个子区域的向量连接起来就得到 了 ( 1 ) ∑I 个6 4维 的 向量 , 此 向量 就是 关键 点 的描述 子 。 式中, k( x , ) 为高斯二阶导数 a g ( ) / 与图像
其次, 生成特征 向量 。 以关键点为中心, 将坐标轴 取边长为 2 0 盯 的正 方 形 区 域 , 将 其 划 制, 加 速 了特 征提 取在 满足 精 度 的同 时 , 提 高 了速 度 。 旋转到主方向, x 4个 子 区域 , 计 算每 一 子 区域 内 x 、 Y方 向的 小 对 于给 定 图像 I 中任 意 一 点 X =( X , v ) ,其 尺度 为 仃的 分 为 4 波 响应 , 分别记 做 以、 。将 每 个 子 区域 的 响应 以及 响 He s s i a n矩 阵定 义如 下:
将近似模板 与 图像 的卷 积结果 用 D , D , D 表
示, 代 替式 ( 1 ) 中的 k ( X, 仃 ) , ( x, 叮 ) , £ , ( x, 叮 ) , 得 到
近似 的 H e s s i a n矩 阵 日 一 ( x, 盯 ) , 其 行列 式 为:
【 关键词 】 : 图像拼接 ; S U RF 特征 ; t L A N S A C; 图像融合
0引 言
I 在 点 X( x , y ) 处的卷 积 , 其中, g ( o - ) =。
厶兀。
P ”

图像拼 接 是计 算 机 图形 、 图像 和 计算 机 视 觉领 域
的研 究热 点 『 J - 5 】 。图像拼 接 可 以把 两 幅或 多 幅相 关 的 、
1 . 1特 征提 取 与描述
为 半径 建立 一个 圆形 区域 , 计算 x 、 Y方 向 的 H a a r 小波
a a r 小 波 S U R F继承 了尺度 不变 特 征 S I F T( ( s c a l e i n v a r i a n t 响应 。在 圆心 角 为 3的扇 形 区 域 内计算 H 取长 度 f e a t u r e t r a n s f o r ) 算法 高 的特 征 重复 性和 匹配 可靠 性 , 并 响应 的加权 和 。 以该 扇 形遍 历 整个 圆形 区域 , 利用不同尺度的箱式滤波器似代替高斯滤波 与原图 最 大 的 向量 作 为关键 点所 对 应 的方 向 。
像拼 接 方 法 。该方 法在 提取 S URF特征 的基础 上 , 利 用 最近 邻算 法建 立特 征 点 对之 间的初 始 匹配 , 采
用具有鲁棒性的 K A NS A C算法去除错 匹配, 获得 图像之间的变换关 系矩阵 , 最后采用加权的渐进渐出
融合 算 法 消除拼接 接缝 。 实验 结果 表 明 , 本 文方 法在 满足精 度要 求的 同 时 , 提 高 了处 理速 度 。
文方 法 能够 达到 亚像 素 级 的精 度 要求 , 并减 少 了时 间
损耗。 1 SU RF特 征提 取 与 匹配
值 都 大 的 点才被 选 为关 键 点 。这样 , 就 得 到 了关 键 点 的位 置和 尺度 信 息 。 而S U R F关 键 点 描 述 包 括 确 定 关 键 点 的 主 方 向 和生 成特 征 向量两 步 。 首先 , 确 定关 键 点的 主方 向 。以关 键 点为 圆心 , 6 o "
( 2 )
按 照( 2 1 式 对 图像 中的每 个 点求 取 响应 并 记 录 , 得
可 以 根据 图像拼 接 要考 虑 的 问题 , 同 时提 高 图像 拼接 到 尺度 上 的响 应 图 。通 过 扩大 矩 形框 的大小 , 然 后 与 图像 I 进行 卷 积 , 方法 的性 能 , 本 文 提 出一 种基 于 改进 的尺度 不 变 特 征 获 得不 同尺 度 的滤波 器模 板 ,

具有 一定 重叠 的 图像拼 接成 一 幅 图像 的过 程 。图像拼
接 技 术 的应 用和 研 究涉 及 多个 学 科 和研 究领 域 , 包括
计算 机 图形 学 、 图像处理、 计 算 机 视觉 、 模式识别、 人
工智 能技 术等 。
d e t [ H p p ( x , 盯 ) 】 = ) D, ~ ( O . 9 ) ‘
构 成 三 维尺 度 空 间 。若 S U R F( ( s p e e d e d u p r o b u s t f e a t u r s ) [ 2 1 的图像拼接方法 。 从 而得 到 不 同尺度 的响应 图 , 滤 波模 板 的大 小 为 Ⅳ×N,则 相应 的尺 度 为 c r = 1 . 2  ̄ N / 该 方 法在 提 取 S U R F特 征 的基 础上 , 利 用最 近 邻 算 法 。利 用快 速 He s s i a n矩 阵求 得 极值 后 , 在3 x 3 x 3的邻 建 立 特 征 点 对 之 间 的初 始 匹配 ,采 用 具 有 鲁 棒 性 的 9 6个 点 的 响应 R A N S AC算 法 [ 6 1 ( R A N d o m S A mp l e C o n s e n s u s , 即 随 机 域 里 进行 非 极大 值抑 制 ,只有 比临 近 2 抽样一致性算法) 去 除错 的 匹配 同时 , 获 得 匹配 特 征 对 估 计待 拼接 图像 之 间的变 换关 系 。实验 结 果表 明本



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惫丽 了 器

种 基 于 SURF特 征 的 图像 拼 接 方 法
刘 熙 ,魏 丽 芳 ( 1 福 州 大学至 诚 学院 福 建 福 州 3 5 0 0 0 2 ;
2 福 建农 林 大 学 计算机 与信 息学 院 福 建 福 州 3 5 0 0 0 2 )
【 摘 要】 : 为了提 高图像拼接方法的性能和适用性 , 提 出一种基 于改进尺度不变特征 S UR P的图
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