结合小波金字塔的快速NCC图像匹配算法

针对传统的归一化互相关算法(NCC)计算量庞大、运算速度慢、正确率较低等问题,本文提出一种基于小波金字塔搜索策略的快速NCC图像匹配算法。该算法在归一化互相关算法的基础上,采用和表法分别计算图像均值、图像方差和图像间的互相关来降低运算的复杂度,减少算法的计算量;同时在选择特征点匹配搜索策略时,构造图像小波金字塔结构,利用分层匹配来提高图像匹配的效率。与其他算法进行对比,结果表明该算法获得的匹配点连线效果更好,所用的时间也量化,证明该算法不仅能提高匹配速度,还能改善匹配精度。     

基于航空序列影像的图像匹配

针对航空序列图像中的实时景象图像匹配特征不明显的问题，提出采用相关系数法和最小二乘法相结合的新方法．根据序列影像中特征点具有移动不变性的特点，先利用差分算子从序列图得到较高精度的特征点，再对包含特征点的子图像用相关系数法进行粗匹配，识别同名像点，得到相关系数值最大的区域；再在这个区域中用最小二乘匹配法进行精确匹配，从而使序列图像进行匹配的速度与精度得到提高．通过仿真实验，这种算法比单纯用最小二乘匹配法速度提高了近22％，匹配精度也达到了亚像素级，较好地改善了匹配方法的性能．     

基于自适应遗传算法的图像匹配

为了解决图像匹配中计算速度慢和匹配精度不高的缺陷，提出了一种基于自适应遗传算法(AGA)的匹配方法，该算法与传统遗传算法的不同在于其交叉概率和变异概率随个体的适应度值而变化，避免了后者易陷入局部极值的缺陷，从而增强了算法的快速性和全局收敛性能．图像与模板的相关值是一多峰值函数，模板匹配实质上是多峰值寻优过程．将AGA应用到图像匹配，是以相关值为适应度函数，通过选择、交叉、变异等遗传操作，对遗传个体进行迭代寻优，找出图像中的最佳匹配点．实验结果表明，基于该算法的图像匹配具有运算量小、匹配精确等优点，且算法稳定．     

分区域图像匹配在PCB缺陷光学检测中的应用

针对印刷电路板缺陷光学检测系统中图像匹配既有位置匹配又有角度匹配的问题,提出了分区域图像匹配的方法,将待测PCB和标准PCB图像分割成为M×N个子图像并分别采用改进的归一化互相关算法进行位置平移匹配,各个子图像匹配结果的综合效果对于整幅图像来说既有位置的匹配又有角度的匹配,这样就可以利用一种算法实现2种匹配的目的。实验结果表明,该方法减少了匹配的运算次数,提高了图像匹配的速度及缺陷检测系统的效率。     

基于尺度配准的航拍图像与卫星影像匹配方法

随着无人机航拍技术的普及,航拍图像在目标检测和跟踪的应用得到普遍研究,而航拍图像与卫星影像的匹配研究相对较少。由于成像机理和成像视角的不同,无人机航拍图像与卫星影像存在较大的尺度差异,现有的图像匹配方法难以实现航拍图像与卫星影像的有效匹配。为了解决这一问题,提出了一种实现具有大尺度差异的航拍图像与卫星影像匹配的方法。该方法通过卫星影像的经纬坐标信息和无人机航拍图像成像时刻的相机位姿信息,对无人机航拍图像进行方向和尺度的配准;然后利用航拍图像成像时刻的位置信息,对卫星影像进行粗匹配,得到包含航拍图像匹配区域在内的卫星影像子图；再利用神经网络提取配准后的航拍图像与卫星影像子图的卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）特征,并基于CNN特征实现航拍图像与卫星影像的精匹配。仿真实验结果表明,本文所提方法能够有效的实现大尺度差异的航拍图像与卫星影像匹配。通过将本文匹配方法与现有图像匹配算法匹配精度的对比分析,证明了本文匹配算法的有效性和优越性。     

基于原子能量特性的快速图像匹配追踪

稀疏分解在图像处理中应用的关键障碍之一是图像稀疏分解速度十分缓慢。针对这一问题,提出了一种新的图像稀疏分解的匹配追踪快速算法。研究了图像稀疏分解中使用的原子的能量分布特性,根据原子能量的分布特性,图像匹配追踪中的绝大部分的计算可以省略,因而极大地提高了图像匹配追踪的计算速度。实验结果表明,新的算法比传统的图像匹配追踪算法速度提高了许多倍,而恢复图像的质量没有任何的降低。     

基于SIFT图像配准算法优化研究

为了满足在图像配准过程中对于准确度和稳定性的要求,提出一种基于SIFT和改进的RANSAC图像配准算法。首先采用SIFT算法进行特征点提取和最近邻匹配方法进行粗匹配,然后对RANSAC算法进行改进,对两幅图像中关键点相似性的评价函数进行改进和优化,实现关键点对的精准匹配,最后进行图像配准。实验表明,算法能够提高图像匹配的准确度同时降低图像匹配时间,具有一定的适用性。     

基于相位相关的图像匹配算法

为了有效提高图像匹配算法的速度和精度,提出了一种基于相位相关的图像匹配算法。该算法先将基准图像和目标图像进行对数极坐标变换并提取变换后图像的轮廓作为特征区域;然后对两幅图像的轮廓区域分别进行距离轴和角度轴方向上的投影,最后通过比较投影分量的大小确定两者是否匹配。为了降低对整幅图像进行计算所带来的计算耗时,提出了一种分步采样的方法。实验结果表明,该算法执行速度快,抗噪声、压缩能力较强,当目标图像相对宿主图像发生旋转、缩放的变化时,仍能较准确地完成两者之间的匹配工作。     

CUDA架构下的灰度图像匹配并行算法

提出一种NVIDIA CUDA架构下的灰度图像匹配算法,利用GPU加速灰度图像的匹配过程。实际的测试结果表明,在现有实验环境中,对同一图像,在不损失匹配精度的前提下,在GPU上使用CUDA实现的灰度图像匹配并行算法比在CPU上使用MPI实现的灰度图像匹配并行算法快了40多倍,性能得到了显著提高,从而使灰度图像匹配应用于如交互式系统等实时应用成为可能。     

改进的RANSAC立体匹配算法的研究

图像匹配的精度在很大程度上决定着三维重建的成功与否.为了提高图像匹配的精度和速度,提出了一种改进的随机抽样一致性(RANSAC)算法的图像匹配方法.该方法首先采用Harris角点检测算子提取图像的特征点,然后通过SIFT算法计算特征描述子对图像进行初匹配,最后采用改进的RANSAC算法对误匹配点进行剔除,在保证精度的前提下提高了算法的速度.主要从两个方面进行RANSAC算法的改进:采用均匀分布9点算法生成的基本矩阵代替常规方法中的单应矩阵作为模型进行计算,使得模型具有较高的鲁棒性;使用随机块选取法选择样本,保障了选点的均匀分布性并且保证了精度.实验结果表明,此方法不仅能够得到较高的精确度,而且还大幅度减少了计算量,提高了匹配速度.     

基于视频流的图像拼接算法研究

本文提出了一种基于特征行的全自动无缝图像拼接算法。该算法首先利用相关系数法找出两幅图像的最佳匹配位置,然后利用图像融合技术消除两幅图像的差异。匹配算法简单,且具有一定的鲁棒性。该算法最大的特点是其快速性。对工程中需要提高拼接速度的环境,可以达到实时或准实时性的要求。     

基于图像对数极坐标变换的多分辨率相关匹配算法

常规的图像相关匹配算法通常只具有平移不变性，而不具有尺度和旋转不变性，这就给存在尺度和旋转变化图像间的匹配问题设置了障碍。针对这一问题，提出了一种基于图像对数极坐标变换的相关匹配算法，并融入了高斯金字塔多分辨率机制以提高算法的效率。由于对数极坐标变换具有尺度和旋转不变性，因此该方法能够较好地克服传统图像匹配算法的缺陷，不仅可以完成存在更一般运动的图像间的匹配，而且在匹配的同时还可以对图像的尺度和旋转变化量进行估计。     

投影算法与块匹配法结合的实时数字稳像方法

为了实时地稳定摄像系统的输出视频，特别是图像序列中存在运动物体的视频，提出了一种稳像方法.首先用灰度投影算法对图像序列进行粗匹配；然后用块匹配法在粗匹配的基础上进行精确匹配；最后将两次匹配得到的运动矢量相加得到最后的运动矢量，补偿图像序列的运动.进行匹配的小块是根据参考帧的拉普拉斯变换选取的.对实时稳像实验结果的定量分析和评价表明，该方法切实可行，并具有速度快、精度高的特点.     

基于边缘特征的多源图像分层匹配算法研究

针对灰度相关的匹配算法不能适用于多源图像的匹配问题,提出了一种基于边缘特征的分层匹配算法．该算法首先提取出两种非同源图像的边缘特征作为匹配的特征空间,并且为了提高匹配算法的速度,主要采取了以下几种措施：采用粗匹配和精匹配相结合的分层序贯相似度检测算法（SSDA）作为搜索策略;在粗匹配阶段运用跳跃式的搜索策略和亚抽样模板．然后在精匹配阶段为了兼顾匹配的精度采用逐点扫描的全像素点匹配．通过对真实合成孔径雷达（SAR）图像和光学图像的仿真,结果表明该算法能够较好地适用于多源图像的匹配,并且大幅提高了匹配算法的速度．     

基于相机标定的图像拼接算法

针对现有图像拼接算法在配准精度和速度方面的不足,提出了一种利用相机标定信息和相位相关技术相结合的图像配准方法,并给出了算法的详细推导过程.算法通过相机标定获得投影矩阵、相机坐标系间的旋转变换矩阵和平移向量.利用相机坐标系间的旋转矩阵推导对应图像间的旋转变换公式,通过z轴位移及场景的平均景深近似求解图像间的缩放系数,利用相位相关法求解图像间的平移转换参数.实验结果证明该算法理论推导正确,在有效景深范围较小情况下图像拼接准确,对于分辨率为640×480的输入数据,平均拼接速度能够达到26.8 ms.     

基于特征点匹配的拼接算法研究与实现

针对图像问因具有旋转及光线强度差异等现象而导致的拼接效果不佳及拼接速度慢的问题,提出一种基于特征点的配准算法。该算法首先利用相位相关法确定图像重叠区域,然后采用改进Harris角点检测算法检测角点,再根据相似测度NCC（NormalizedCrossCorrelation）方法提取出匹配特征点对,最后用渐进渐出的方法实现拼接图像的融合。实验证明,该算法比传统算法在角点数目上减少了四分之一,有效地去除了拼接产生的鬼影现象。能有效地提高图像拼接的速度和精度。     

一种基于双目测距系统的亚像素精度自适应图像匹配算法

针对目前亚像素精度图像匹配算法中存在的匹配精度不高和匹配速度慢的缺点,对基于灰度的归一化互相关算法进行了改进,提出动态调整匹配区域范围的自适应方法,既保证了亚像素级匹配精度,又提高了运算速度.实验证明,改进后的算法,在保证0.2个像素匹配精度的条件下,匹配速度大大提高,能够满足实际应用中的实时性要求.