序貫相似性檢測(cè)算法在圖像匹配中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著計(jì)算理論的發(fā)展，圖像匹配技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中一項(xiàng)極為基本和重要的內(nèi)容。本文采用序貫相似性檢測(cè)算法對(duì)圖像進(jìn)行匹配， 通過對(duì)誤差的積累進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)圖像匹配。實(shí)驗(yàn)表明，采用序貫相似性檢測(cè)算法的圖像匹配能夠有效提高運(yùn)算時(shí)間，匹配效果良好。

關(guān)鍵詞：序貫相似性檢測(cè)算法 圖像匹配 計(jì)算機(jī)視覺

中圖分類號(hào)：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（c）-0205-01

圖像匹配最早是70年代美國(guó)從事飛行器輔助導(dǎo)航系統(tǒng)，武器投射系統(tǒng)的制導(dǎo)等應(yīng)用研究中提出的。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)匹配輔助導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行深入研究，使其在民用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛[1，2]。計(jì)算機(jī)視覺計(jì)算主要分為低層處理、中層處理和高層處理，而在低層進(jìn)行數(shù)字化差異檢測(cè)、中層進(jìn)行參數(shù)化相似分析，高層處理完成圖像的識(shí)別、解釋和描述等任務(wù)，都需要圖像匹配技術(shù)[3]。序貫相似性檢測(cè)算法（SSDA）能夠快速地丟棄非匹配點(diǎn)，減少非匹配點(diǎn)的計(jì)算量，從而提高匹配的速度，算法簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

1 序貫相似性檢測(cè)算法

序貫相似性檢測(cè)算法的基本思想是基于對(duì)誤差的積累進(jìn)行分析。在進(jìn)行圖像匹配時(shí)，通常非匹配點(diǎn)處的誤差ε會(huì)隨著運(yùn)算點(diǎn)數(shù)的增加而迅速增長(zhǎng)，很快超過某一門限，而對(duì)于匹配點(diǎn)處，誤差的增長(zhǎng)要緩慢得多。這樣對(duì)于大多數(shù)非匹配點(diǎn)，只需要分析前幾9A+ZP2SMAmTFGX9jdE61ZRuI1usKRQbktjN2SHSeynQ=項(xiàng)，而只有匹配點(diǎn)附近的點(diǎn)才需要計(jì)算整個(gè)循環(huán)，這樣就大大地減少了匹配的運(yùn)算量。

設(shè)源圖像S的大小為J×K，模板圖T的大小為M×N（其中M≤J，N≤K），模板覆蓋的區(qū)域子圖為，（p，q）為模板左上角像素點(diǎn)在圖像S中的坐標(biāo)，S中的待匹配區(qū)域是以點(diǎn)（p，q），（p，q+M-1），（p+N-1，q），（p+N-1，q+M-1）組成的區(qū)域。相對(duì)于參考點(diǎn)位置為（m，n）點(diǎn)的匹配誤差定義為：

其中k=1，2，…r。將累計(jì)誤差值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)累加值超過設(shè)定閾值Tk時(shí)，就停止累加計(jì)算，并記下累加次數(shù)k。計(jì)算下一個(gè)待匹配點(diǎn)處的誤差，若累計(jì)誤差小于預(yù)定閾值，則繼續(xù)計(jì)算此處的誤差，直到>Tk或k=r，記下k值。對(duì)不同的待匹配點(diǎn)進(jìn)行上述匹配計(jì)算，最后取最大k值對(duì)應(yīng)的待匹配點(diǎn)位置，即為要找的匹配點(diǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

圖1顯示了基準(zhǔn)圖與實(shí)時(shí)圖像，圖1（a）為基準(zhǔn)圖像，大小為256×256，圖1（b）為實(shí)時(shí)圖，大小為65×65。圖1（c）找到了實(shí)時(shí)圖像在基準(zhǔn)圖中的位置。

由圖1可以看出，SSDA算法能夠良好地進(jìn)行匹配。而通過對(duì)匹配時(shí)間的計(jì)算可以看出，SSDA算法的運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較短，效率較高。

參考文獻(xiàn)

[1]GONG H C.Development of terrain contour matching algorithm for the aided inertial navigation using radial basis functions [J].Journal of Astron Space Science，1998，15（1）：229-234.

[2]KIM J，SUKKARIEH S.Autonomous Airborne Navigation in Unknown Terrain Environments[J].IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems，2004，40：1031-1045.

[3]（美）Milan Sonka，Vaclav Hlavac， Roger Boyle.圖像處理、分析與計(jì)算機(jī)視覺[M].艾海舟，等，譯.人民郵電出版社，2003.