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影像匹配是影像处理领域的关键技术之一。影像匹配技术应用于许多领域,如遥感技术,针算机视觉,医学影像处理,工业领域的应用等。目前影像匹配技术大致分为:基于灰度的匹配、基于特征的匹配和基于模型的匹配。基于特征的匹配方法关键是特征的选定和提取,以及匹配方法的选择。同时,用特征点对影像进行匹配处理可以在很大程度上减少计算数据量,提高匹配准确度等,这些对于影像的实时处理与应用都极为重要。因此,国内外的众多学者都在致力于影像特征点提取与匹配的研究。
本文基于影像特征点的提取与匹配进行了研究与实验。在特征点提取方面,对特征点提取进行了简要概述。对基于多尺度的小波变换和高斯函数的特征点提取进行了简介。对三种常用的特征点提取算子,Forstner算子、SUSAN算子和Harris算子进行了细致的介绍,并通过试验比较与分析得出一些有益结论。通过实验分析得出:Harris算子对影像上的建筑物等具有明显棱角的地方具有较好的效果,稳定性和准确性都比较高;Forstner算子对影像角点的提取效果相对比较准确,具有较好的效果;SUSAN算子的原理相对比较简单,抗噪能力相对较弱。在影像匹配方面,本文着重介绍了基于特征点的匹配与研究。影像特征点的提取是影像匹配的基础,特征点提取的准确程度,对匹配的效果有直接的影响。特征点提取的准确性、数量、稳定性等都是匹配的基本要求。因此,本文主要选取了对地面建筑物特征点提取有较好效果的Harris算子进行试验。为了使匹配的效果更加准确,本文采用了二次匹配的方法。先用归一化互相关系数法匹配,再在这个基础上利用核线进行匹配,利用同名点必然位于同名核线的理论原理,剔除归一化互相关系数法匹配中的误匹配点对。影像匹配过程中,根据视差确定搜索窗口的大致位置,同时对搜索窗口大小的选择比较重要,这一点对匹配的效果和效率都有影响。在核线匹配时,求解出最佳的左、右影像相对定向模型的系数(8个L系数)是匹配的一个关键。本文在以上几个地方通过大量实验均作了适当处理。
最后,通过对普通数码相机拍摄的地面建筑物影像进行实验,实验结果表明这种匹配方法对近景影像的匹配取得较好的效果。从特征点的提取,到最后获得的同名点对等都取得了较好的效果,特别是核线匹配,使匹配效果更加精准。