文档介绍：图像配准关键算法研究
霍海利
2015 年 01 月
中图分类号：
UDC 分类号：
图像配准关键算法研究
作 者 姓 名 霍海利
学 院 名 称 信息与电子学院
指 导 教 师 曲秀杰副教授
答辩委员会主席 刘志文教授
申 请 学 位 工学硕士
学 科 专 业 电子科学与技术
学位授予单位 北京理工大学
论文答辩日期 2015 年 01 月
Research On the Key Algorithms Of Image
Registration
Candidate Name: Haili Huo
School or Department:School of Information andElectronics
Faculty Mentor: AssociateProf. Xiujie Qu
Chair, Thesis Committee: Prof. ZhiwenLiu
Degree Applied:Master of Engineering
Major: Electronic Science and Technology
Degree by: Beijing Institute of Technology
The Date of Defence： January，2015
研究成果声明
本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下
进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢
的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，
也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用
过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已
在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。
特此申明。
签名： 日期：
摘要
随着科学技术的迅速发展和新型传感器的不断涌现，人们获取图像数据的能力逐
渐提高，所获得的图像信息量不断增加。在利用这些获取的多源图像进行数据融合、
目标变化检测、目标识别等多源协同处理工作之前，图像配准是关键的步骤。本文针
对同时存在缩放、旋转、平移等复杂变换的多源图像配准技术展开研究，以频域傅立
叶梅林算法为基础，结合图像的角点特征、边缘特征、结构特征等相关提取算法，分
别对同源图像以及异源图像进行配准，并对配准结果进行有效评价。
在同源图像配准中，本文采用基于局部区域提取和频域迭代的图像配准算法，有
效地利用 SURF 特征点算法和傅立叶梅林算法的快速性特点，分别对待配准图像间存
在的平移、旋转以及缩放参数进行精确估计，配准过程中，采取由粗到精两步迭代的
方式，既避免了过大的计算量和对图像特征的需求，又有效的提高了图像配准的精度。
针对异源图像配准的问题，本文在深入分析研究基于边缘显著性的异源图像配准
相关算法后，提出了一种基于相位一致性提取边缘与频域傅立叶梅林算法相结合的方
法。首先利用图像信号在其边缘处的傅立叶分量具有最大的相位一致性的特点对图像
进行边缘提取，再利用傅立叶梅林算法进行参数估计，最终获得高精度的配准参数。
针对上述方法无法解决带缩放变换参数的异源图像配准问题，本文提出了一种基
于图像结构特征与频域傅立叶梅林变换相结合的方法，首先根据图像的局部结构特征，
提取出适合用于配准的闭合连通区域，然后再结合傅立叶梅林算法进行参数估计，从
而求得配准参数。该方法同样以傅立叶变换为基础，并且采用图像局部结构信息代替
图像全部信息，在减少算法计算量的同时缩短计算时间，