基于特征点的图像配准技术研究

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在数字图像处理技术高速发展的今天,图像配准作为图像识别领域的热门研究方向,在医学影像处理、遥感图像处理、计算机视觉以及人脸识别等领域有着极为广泛的应用。图像配准技术发展到今天,经过几代学者孜孜不倦的钻研探索,在图像识别领域已经提出了很多种性能优秀的配准算法。在这些配准算法中,尺度不变特征变换(SIFT)特征具有良好的尺度不变性,对图像的旋转、缩放、光照变化以及噪声都有着不错的容忍性。尺度不变特征变换(Scale-invariant feature transform,SIFT)算法由 Lower 在1999年提出,经过几年时间的完善,最终在2004年进行了算法总结。然而,随着图像技术的飞速发展,需要处理的图像分辨率越来越高、内存越来越大,对于算法的准确率和实时性也有了更高的要求。SIFT算法的效率低下等局限性已逐步显现出来。本文基于图像配准的基本原理,首先研究了 SIFT算法的数学理论基础和整个算法的实现过程。针对特征点搜索速度慢的问题,提出了基于KD树的特征点搜索方法,即通过KD树结构对数据集进行逐层划分,得到特征点数据集索引,再通过索引的方式查询图像配准所需的特征点,提高了数据搜索效率。在此基础上,针对初次配准后的匹配对中存在误匹配的问题,采用了改进后的随机抽样一致性(RANSAC)算法对初配准的结果进行了精细配准,有效地提高了配准准确率。最后,将改进后的SIFT算法与传统算法进行了实验对比,实验结果表明,改进后的算法效果更佳。
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