基于Harris算法的圖像處理軟件的設計

潘玲佼　洪悅　馮越

摘要：Harris算法是一種有效的基于點特征提取的角點檢測算法。該算法能應用于圖像配準、全景圖像的拼接、運動目標的跟蹤、物體識別、三維重建等應用中。在圖像的角點檢測中，Harris算法相對于其他算法的誤檢率低，并且檢測的效率高，便于MATLAB軟件編程實現(xiàn)相關功能。此外，Harris算法在圖像處理技術中具有較高的穩(wěn)定性和較強的抗干擾能力。該文以Harris算法為核心，以MATLAB軟件為開發(fā)平臺，設計了一款基于Harris算法的圖像處理軟件，實現(xiàn)了圖像配準、圖像拼接和圖像識別等圖像處理功能，該軟件界面友好，可操作性較強。

關鍵詞：Harris算法；圖像配準；圖像拼接

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）26-6085-03

Abstract： Harris algorithm is an effective corner detection algorithm that is based on point feature extraction.It can be used for registrating image， stitching panoramic image， moving target tracking， recogniting object， reconstructing 3D image and other applications. Harris algorithm has lower detection error and higher detection efficient than other algorithms， and it is easy for MATLAB software to realize some related functions. In addition， Harris algorithm has high stability and strong anti-jamming capability in image processing technology. The paper designed an image processing software based on Harris algorithm and use MATLAB software as a development platform. The designed software realized the image processing applications including image iregistration， image stitching and image recognition. The software has a friendly interface， strong operability.

Key words： Harris algorithm； Image registration； Image Stitching

在計算機視覺和數(shù)字圖像領域，角點的研究有著十分重要的意義。角點檢測方法主要分為兩類：基于圖像邊緣的檢測方法和基于圖像灰度的檢測方法。前一個方法通常要對圖像的邊緣進行編碼，這在極大程度上取決于圖像分割與邊緣提取，但是計算量比較大，并且如果待檢測的目標局發(fā)生改變，就很可能導致操作失敗。harris算法是基于圖像灰度的方法，可以根據(jù)計算機點的曲率和梯度來進行角點檢測，避免了前期方法中存在的不足，穩(wěn)定性較高，抗干擾能力較強，是當前重點研究的方法。

1 Harris角點檢測的基本原理

人眼對角點的檢測往往是在局部的小窗口或小區(qū)域完成的，如果在各個方向上移動這個特定的小窗口，圖像的灰度在小窗口內發(fā)生了較大的變化，這個情況下，就是在這個特定的小窗口內遇見了角點；如果在各個方向上移動這個特定的小窗口，小窗口內圖像的灰度沒有發(fā)生變化，那么這個特定的小窗口內角點就不存在；如果在某些方向移動這個特定的小窗口時，小窗口內圖像的灰度發(fā)生了較大的變化，而在另外的方向移動這個特定的小窗口時，小窗口內圖像的灰度沒有發(fā)生變化，那么，這個小窗口內的圖像可能就是一條直的線段[3]。

圖像拼接技術是將有相同部分的兩張圖片拼接成一幅無縫的全景圖片的技術[5]。在pinjie.m中，首先進行圖像預處理，其次，用harris算法檢測角點，并篩選合適的角點對，最后實施拼接。

圖像識別，是運用計算機對圖像進行分析、理解和處理，以識別各種不同模式的目標和對像的技術。在shibie.m中，經(jīng)圖像預處理和特征提取后進行決策分析。

4 實驗結果與分析

參考文獻：

[1] 高健，黃心漢，彭剛.基于Harris角點和高斯差分特征點提取算法[J].模式識別與人工智能，2008，21（2）：171-176.

[2] 張海燕，李元媛，儲晨昀.基于圖像分塊的多尺度Harris角點檢測方法[J].計算機應用，2011，43（2）：12-14.

[3] 張勇，余建平，孫軍偉.基于Harris的角點匹配算法研究[J].計算機與現(xiàn)代化，2011，11（2）：132-136.

[4] Chalechale A，Naghdy G，Mertins A.Sketch based image matching using angular Partitioning systems[J].IEEE Trans on Man and Cybernetics PartA，2005，11（1）：28-41.

[5] 涂春萍，柴亞輝.一種基于Harris角點特征精確配準的圖像拼接方法[J].實驗室研究與教程，2011，19（10）：10-13.

[6] 趙小川，何灝，繆遠誠.MATLAB 數(shù)字圖像處理實踐[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

[7] 胡曉軍，許飛.MATLAB應用圖像處理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.