图像匹配技术是数字图像处理中的一项重要研究内容,在军事等领域有着广泛应用,例如飞行制导、目标侦查等。在实际工程中,飞行器的速度很快,因此在当前帧的搜索图像上,必须在很短的时间内获得匹配结果;此外还有飞行器的姿态变化、目标姿态的变化、距离的变化、光照和气候的变化等,造成图像的灰度失真和几何失真,最终导致误匹配。因此,研究实时的和高精度的匹配算法是十分有必要的。本课题就是从快速的匹配和抗旋转的匹配两方面来研究图像匹配技术的。本文主要包括以下内容:首先介绍了图像匹配技术的发展状况和图像匹配技术的一般步骤;讨论了一种简单、实用的红外图像增强算法;总结了现有的图像匹配技术;从相似性度量和搜索策略两方面对现有的算法进行了分析和比较。其次,介绍了抽样原理、基于灰度投影的一维快速匹配和序贯相似检测;先使用正六边形点阵抽样和一维投影信号进行粗匹配,再使用序贯相似检测原理来进行精匹配,给出了一种基于灰度匹配的改进算法,并和现有的图像快速匹配算法在速度和匹配概率上进行了比较。实验结果表明本文方法的匹配效果最好。最后,研究了模板和搜索图之间有较大旋转时的图像匹配问题。对常用的圆投影向量进行了分析;针对穷尽式搜索方法耗时太大的问题,采用了跳跃式的搜索方法,大量节省了在不必要匹配点处的计算量。该方法采用两步匹配的策略:第一步进行跳跃式的搜索,得到较少的待匹配点,第二步,使用上一步得到的结果再接着进行精匹配工作,极大地减少了计算量。实验结果表明该方法是有效的。