基于acs的高阶图匹配算法研究

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1、基于ACS的高阶图匹配算法研究作者姓名钟佩学校导师姓名、职称公茂果教授领域电子与通信工程企业导师姓名、职称岳博副研究员申请学位类别工程硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1202121312TN82TP75公开分类号密级西安电子科技大学硕士学位论文基于ACS的高阶图匹配算法研究作者姓名：钟佩领域：电子与通信工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：公茂果教授企业导师姓名、职称：岳博副研究员提交日期：2014年12月AStudyofHigh-orderGraphMatchingAlgorithmBasedonACSAthe

2、sissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinElectronicsandCommunicationEngineeringByZhongpeiSupervisor:GongmaoguoYueboDec.2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以

3、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存

4、论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要图像匹配是模式识别和计算机视觉领域中的基础性问题，是许多图像处理任务的前提及关键部分。图像匹配的过程就是建立特征点的对应关系的过程，它受到噪声、外点、以及视角变化等干扰，是图像处理中的具有挑战意义的研究课题。本文首先从特征空间，相似性度量和搜索策略三个方面分析了当前图像匹配的主要理论和方法。按照特征空间，把图像匹配算法分成了基于统计特征的算法和基于内容和结构特征的算法，并且将现

5、有的相似性度量准则分为了一阶度量准则、二阶度量准则以及高阶度量准则。总结了常用的图像匹配搜索策略，并分析和比较了这些方法各自的优势和不足。其次，本文重点讨论了基于图结构模型的图像匹配方法，研究了图模型框架的建立方法以及二阶约束和高阶约束下的图匹配算法框架，并结合了具体的实例实现了当前具有代表性的二阶匹配算法和高阶匹配算法，分析了它们的优势和不足。接着，深入研究了高阶图匹配中的张量的建立及去冗余方法、匹配分数函数的定义以及power迭代方法和随机游走算法，并实现了这些方法，分析和比较了它们的性能。为了克服传统的求驻点的优化方法容易陷入局部最优解

6、的不足，本文引入了人工智能的方法，采用ACS算法优化目标函数，提出了一种基于ACS的高阶图匹配算法。该算法首先利用TM算法初始化信息素矩阵为ACS算法提供好的起点，同时使用张量值计算启发因子提供先验知识，然后根据启发因子和信息素计算转移概率，最后利用搜索到的解对信息素进行局部更新和全局更新。该算法主要有以下三个优势：1)ACS算法是一个基于概率的随机的，并且带有正反馈的启发式搜索算法，相比于传统的求驻点的迭代方法，它不容易陷入局部最优解并且更容易搜索到比较理想的最优解；2)使用亲密度张量值计算启发因子，为搜索提供了先验知识；3)使用张量匹配方

7、法求得一个粗解，然后它初始化信息素矩阵，为全局搜索提供了一个好的起点，实验结果表明该算法能够获得比较高的匹配精度，并且在形变噪声、外点和视角变化等因素的干扰下仍能具有很强的鲁棒性。最后本文对所做的工作进行了总结，同时对高阶图匹配算法仍然需要深入研究和改进的地方进行了展望。关键词:图像匹配，二阶图匹配，高阶图匹配，亲密度张量，蚁群系统论文类型：应用基础技术I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTImagematchingisafundamentalprobleminpatternrecognitionandcomput

8、ervisionfieldanditisapreconditionandkeypartofvariesofimageprocessingtasks.Theproce