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图像处理技术广泛应用在航拍灾情图像配准中,目前对高分辨率、大数据量图像处理的时效性和准确性需求越发迫切。对航拍获取到的超清高分辨率灾害场景图像信息进行配准拼接处理,得到的高清晰度高质量全局图像信息对抢险救灾、灾情分析具有科学的指导意义。针对水灾图像数据具有光照不均匀、曝光过度或不足、视角旋转变化、数据量大等特点,本文首先对图像预处理方法、图像特征点描述算法以及特征点匹配去误方法,进行了调研分析,然后结合航拍江南水乡洪灾水灾数据的图像配准和拼接结果,对上述关键技术进行了选择和改进,实现基于GPU-SURF改进算法的图像快速配准,为了方便用户并进一步设计实现基于改进算法的水灾图像快速配准拼接系统。本文所做的具体工作如下:(1)为了减少彩色图像信息中冗余无关的数据,本文首先使用加权平均滤波对输入的洪灾水灾彩色图像进行灰度化预处理,然后使用改进的中值滤波算法对灰度图像进行去噪、平滑等图像增强操作。实验表明,通过图像预处理操作减少了不相关的彩色信息数据,去除了噪声的影响,增强了输入图像中相关信息的可检测性,提高了图像对比度,提升了输入图像的质量。(2)为了提高特征检测描述算法的运算速度,本文在传统SURF算法的基础上进行GPU并行计算改进优化,通过分段前缀加法在GPU上构建积分图像,然后使用GPU并行核建立尺度空间并计算SURF特征描述符。结合航拍洪灾图像数据进行实验,结果表明本文提出的GPU-SURF改进算法较传统SURF算法提升了近10倍运算速度。(3)为提升航拍洪灾水灾图像配准的运算速度与准确度,本文采用Flann快速最邻近的改进算法k邻近匹配算法对提取到的特征点进行精匹配,然后使用渐进一致采样法对特征点对去误匹配,得到大量正确率较高的匹配特征点对。使用该优化算法对洪涝灾区的航拍图像进行配准实验,结果表明该算法运算速度上和配准结果上都达到了预期的实验结果。(4)为最大化的方便用户,本文整合上述内容,设计了基于GPU_SURF的图像快速配准算法流程,并通过编码实现了航拍洪灾图像快速配准拼接原型系统。