基于最大穩(wěn)定極值區(qū)域和相位一致性的仿射變換圖像配準(zhǔn).pdf

1、圖像配準(zhǔn)是圖像融合、圖像拼接、目標(biāo)檢測以及三維重建等眾多計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中重要的基礎(chǔ)步驟。在不同時間、不同視角或者由不同傳感器拍攝的同一場景中的圖像，往往存在平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、仿射等幾何變換。圖像配準(zhǔn)就是對存在上述幾何變換的圖像建立對應(yīng)關(guān)系，達(dá)到校正圖像坐標(biāo)和形變的目的。與平移、旋轉(zhuǎn)和縮放變換相比，仿射變換在更大的程度上改變了圖像結(jié)構(gòu)，這使得傳統(tǒng)的特征提取方法很難或者無法準(zhǔn)確地建立圖像間的對應(yīng)關(guān)系。因此，仿射變換圖像的配準(zhǔn)也變得更加困難。

2、
　　首先，本文詳細(xì)地討論了基于特征的圖像配準(zhǔn)方法中的四個基本步驟，即特征提取、特征匹配、變換參數(shù)估計(jì)和圖像變換插值。在此基礎(chǔ)上，著重研究了特征提取和特征匹配中常用的算法，包括Harris角點(diǎn)檢測、尺度不變特征(SIFT)提取及匹配、完全仿射變換不變特征(ASIFT)提取及匹配、最大穩(wěn)定極值區(qū)域(MSER)特征提取和相位一致性特征提取，并對這些算法應(yīng)用于仿射變換圖像配準(zhǔn)中存在的問題進(jìn)行了分析和總結(jié)。
　　其次，針對上述算法存

3、在的問題，提出了一種基于最大穩(wěn)定極值區(qū)域和相位一致性特征相結(jié)合的仿射變換圖像配準(zhǔn)算法。該算法包括三個步驟：(1)分別對參考圖像和待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行MSER檢測和匹配，對匹配的MSER區(qū)域的質(zhì)心進(jìn)行擬合和歸一化處理獲得兩個大致對齊的圓形區(qū)域，并估計(jì)輸入圖像間的粗配準(zhǔn)變換矩陣。(2)提出一種基于 Gabor濾波分解的相位一致性特征點(diǎn)檢測算法，使用該特征點(diǎn)提取算法分別在獲得的兩個圓形區(qū)域中進(jìn)行特征點(diǎn)檢測，得到兩個特征點(diǎn)集合。(3)采用基于概率分布

4、的點(diǎn)集配準(zhǔn)算法估計(jì)兩個點(diǎn)集間的仿射變換矩陣，將點(diǎn)集間的仿射變換矩陣與圓形區(qū)域間的粗配準(zhǔn)變換矩陣相結(jié)合，計(jì)算出參考圖像和待配準(zhǔn)圖像間的精確變換矩陣。
　　最后，在Windows XP環(huán)境下，采用Matlab編程語言實(shí)現(xiàn)了本文的算法，并在相同運(yùn)行環(huán)境下，與其它幾種經(jīng)典的基于區(qū)域的配準(zhǔn)算法以及基于特征的仿射變換圖像配準(zhǔn)算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出配準(zhǔn)算法能夠獲得比基于互信息(MI)和基于相關(guān)性(CC)的區(qū)域配準(zhǔn)算法更高的