基于特征的图像匹配算法研究毕业论文(含源代码)

北京化工大学毕业设计（论文）

4．进度安排 1 2 3 4 5 6 设计（论文）各阶段名称 查阅资料，学习相关知识 初步编程 算法实现，程序调试 统计数据，分析特点 毕业论文写作 英文资料翻译 日期 3月 4月上旬～4月中旬 4月下旬～5月上旬 5月旬 5月中旬～5月下旬 自行安排

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摘 要

图像匹配技术是实现图像融合、图像校正、图像镶嵌以及目标识别与跟踪的关键步骤之一，已经广泛应用在图像识别以及图像重建等领域中。简单来说，图像匹配就是找到两幅不同图像之间的空间位置关系。图像匹配主要可分为以灰度为基础的匹配和以特征为基础的匹配。

本文首先对现有图像匹配方法的进行分类、概述和简要的说明；分析了课题研究的背景，以及对国内外图像匹配的研究状况描述；其次对现有的图像匹配的几种常见算法进行简要的说明，其中着重介绍了基于特征的匹配的算法。参考了一种基于图像灰度值特征点的快速匹配搜索算法，该算法利用得出的灰度值特征点作为搜索依据，通过实验，证实了该算法的快速性和准确性。本文在对几种图像匹配方法的研究的基础上，采用基于灰度传统的方法、基于边缘特征的方法和基于一阶特征点图像匹配的方法进行图像匹配仿真，并对三种方法的快速性准确性做了比较。再次比较基于灰度、基于边缘、基于一阶特征点图像匹配方法的优缺点。不同的环境下每种方法各有优缺点，加入噪声时基于边缘特征图像匹配能够匹配成功，基于边缘特征图像匹配较另外两种匹配方法能够有效的抑制噪声干扰。

关键词：图像匹配；特征点；灰度匹配；特征点匹配

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ABSTRACT

Image matching technique is one of the key steps to achieve image fusion, image correction, image mosaic, as well as target recognition and tracking and has been widely used in the areas of image recognition and image reconstruction. In a word, image matching is to find the spatial relationship between the two different images. Image matching can be divided into gray-based and feature-based matching.

The paper firstly classified and briefly described the existing image matching methods and analysed the research background. Secondly, the paper explained several common algorithms of existing image matching, especially， the algorithm of feature-based matching. Based on the research of several image matching methods, the paper adopted traditional method based on gray level, the method based on edge features and the method based on first-order feature points image matching to conduct image matching simulation, and compared the rapidity and accuracy of them. Finally, the paper pointed out the advantages and disadvantages of the methods based on gray level, based on edge features and based on first-order feature points image matching. Each method has both the advantages and disadvantages in the different environment. Image matching method based on edge features can match successfully when noise is added, and can effectively suppress noise compared with other two methods.

Key words：Image matching，Feature Points，Gray Matching，feature points matching

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目录

前 言 ................................................................................................................. 1 第1章 绪论 ..................................................................................................... 2 第1.1节 课题的研究背景 .......................................................................... 2 第1.2节 图像匹配的概述 ............................................................................ 4 1.2.1图像匹配的概念 ................................................................................ 4 1.2.2 影响图像匹配的主要因素 ............................................................. 5 第1.3节 图像匹配的研究现状 ................................................................. 5 第2章 图像匹配的几种算法 ......................................................................... 7 第2.1节 基于像素灰度相关的匹配算法 ................................................... 7 第2.2节 基于特征的匹配算法 .................................................................... 9 2.2.1特征点的描述 .................................................................................. 10 2.2.2特征点的提取算法 ......................................................................... 11 第2.3节 基于边缘特征的匹配算法 .......................................................... 13 2.3.1 Roberts 边缘检测算子 ................................................................. 13 2.3.2 Sobel边缘检测算子 ..................................................................... 14 2.3.3 Prewitt 边缘检测算子 .................................................................. 14 2.3.4 Canny 边缘检测算子 ................................................................... 14 第2.4节 基于其它理论的图像匹配 .......................................................... 16 2.4.1基于小波变换的图像匹配算法 ...................................................... 16 2.4.2其它理论的图像匹配 ...................................................................... 18 第3章 基于灰度的图像匹配仿真 ............................................................. 20 第3.1节基于灰度图象匹配 ....................................................................... 20 第3.2节 灰度图像模板图的获取和匹配仿真 ......................................... 21 第3.3节 灰度图像旋转后匹配仿真 .......................................................... 23 第3.4节 灰度图像加噪后的匹配仿真 ...................................................... 24 第4章 基于边缘图像特征的匹配仿真 ....................................................... 27

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