基于sift特征与小波变换的图像配准融合方法研究

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1、学校代码：10406分类号：TP391学号：130085208022南昌航空大学硕士学位论文(专业学位研究生)基于SIFT特征与小波变换的图像配准融合方法研究硕士研究生：黄人桓导师：江泽涛教授申请学位级别：硕士学科、专业：电子与通信工程所在单位：信息工程学院答辩日期：2016.06授予学位单位：南昌航空大学ResearchmethodsofImageRegistrationbasedonSIFTandImageFusionbasedonWAVELETADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnElectronicsandCommunication

2、EngineeringbyRenhuanHuangUndertheSupervisionofProf.ZetaoJianSchoolofInformationandEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2016摘要图像拼接，可以实现对某个场景包含有重叠区域的两幅或者多幅图像进行拼接处理，然后全景呈现，使得该场景的视角范围变大。众多图像拼接算法虽然实现的方式有些不同，但它们的关键技术都是实现图像配准与融合。配准是为了建立两幅图像之间的对应关系，融合是为了使拼接过渡更平滑，防止光照差异可能产生的拼接缝。图像拼接技术应用

3、广泛，如在人工智能的机器人导航；在虚拟现实的全方位街景和重要古建筑文物景观的网络模拟参观学习；在军事行动中的战场全景侦察预警和在互联网+中远程医疗会诊的病理图像等领域。本文对图像拼接技术进行了介绍，阐述了拼接基本过程，针对其中两个非常关键的技术即图像配准和图像融合，做了进一步的细致分析。在详细说明图像配准方面的技术时，首先从介绍了其相关的基础理论知识；接着阐述了影响配准性能的所包含三个方向选择的基本框架；然后论述了图像配准的两种分类并着重论述了本文所采用的基于特征的图像匹配过程。在图像融合技术方面，分了两点介绍：一是图像融合的相关概念知识及其中三个不同层次的图像融合；二是阐述了两种基于像素

4、级融合的方法，其中重点论述了本文所采用的在频域上用小波变换进行融合的方法。在图像配准过程中，为了实现较好的匹配结果，本文采用了基于SIFT配准方法，并在此基础上进行了改进。文中围绕图像配准中的步骤详细介绍了SIFT特征提取、特征匹配和图像变换关系的求解。通过对SIFT方法逐步分析后，并在理解其匹配过程的基础上，研究了提高匹配精度和保证效率的方法，并利用了以下两个策略：一是在特征向量匹配过程中用棋盘距离和街区距离的线性组合并取其最优值来代替欧式距离进行图像匹配，以此提高计算速度，减少匹配的时间；二是在获得了初始匹配对后，为了消除误匹配，采用了RANSAC算法，然后用提纯后的匹配点对计算出投影

5、变换矩阵参数。在实现严格配准后，本文使用了基于小波变换的方式来实现图像的融合。文中首先分析了小波变换的基础数学理论；然后重点介绍了二维小波变换和Mallat提出的一种小波分解和重构的快速算法，这是常在融合过程中使用的，并且接着介绍了图像小波分解与重构原理；此外着重讨论了小波变换的高低频系数融合规则，进而提出了一种改进的融合规则；最后简单介绍了图像融合的质量评价标准，即定性的主观评价和定量的客观评价这两种。关键词：图像配准，改进的SIFT，图像融合，小波变换，融合规则IAbstractImagemosaiccanrealizetotwoormoreimagessplicingprocessi

6、ng,whichcontainthescenewastheoverlappingarea,andthenmakesthesceneviewinalargeradius.Althoughmanyimagematchingalgorithmswhichhavedifferentimplementationways,theirkeytechnologiesaretorealizeimageregistrationandimagefusion.Imageregistrationistoestablishthecorrespondingrelationshipbetweenthetwoimages,

7、andimagefusionistomosaictransitionmoresmoothandpreventpossiblejointwhichproducedbylightdifferences.Imagemosaictechnologyisappliedwidely,Forexample,theyareusedinartificialintelligencerobotnavigation,inlarge3Dvirtu