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图像匹配算法作为计算机视觉中最重要的研究方向之一,可分为基于灰度信息和基于特征信息两大类。其中,对于基于特征点的匹配算法,常通过几何变换模型进行匹配。目前,大部分关于几何变换的研究由于复杂度等原因,主要集中在刚体变换和仿射变换,而对于射影变换极少涉及。本文主要研究基于射影变换的匹配算法,利用射影变换中的不变量,对图像中的特征点集进行匹配。 论文首先介绍了图像匹配的相关理论,列举了图像匹配的一些常用算法,并重点介绍了SIFT算法。由于图像上物体的位置与摄像机和物体所在位置有关,因此,对应于同一物体的两幅图像,可提取出一些变换模型。射影变换作为仿射变换的一般形式,较之更接近图像变换的实质。但是由于其理论知识较为复杂,可实践度低,很多算法都按照仿射变换进行研究,以降低复杂度。 文章设计和实现了关于基于射影变换的匹配算法,首先利用SIFT算法对图像做预处理,提取出两组特征点集,然后基于射影变换中的两个不变量:交比不变量和顶点凹凸性不变量,生成交比描述子。再根据两个点集交比描述子的距离,确定是否匹配。文章还通过各种实验来研究该算法的性能:通过计算匹配的误差函数min的分布规律,以研究匹配界限的阈值;通过计算该算法输入参数的范围与运行时间的规律,以研究算法的最佳性能;以及通过匹配各种类型图像,研究该算法所适用于的领域。 实验证明,该算法在建筑装饰类、静态物体上表现良好,但不适用于人脸识别,也可应用于部分医学图像处理,如对视网膜、虹膜以及指纹等特征的匹配。