資源描述:
《基于全息相關(guān)系數(shù)矩陣的匹配算法》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、CCSP-2003投稿:圖像處理基于全息相關(guān)系數(shù)矩陣的匹配算法楊靚黃巾盧強(qiáng)黃士坦(西安微電子技術(shù)研究所710054)摘要:基于最大灰度互相關(guān)的匹配算法是航天圖像匹配中最常采用的算法,但它具有計算量大、實時性差的缺點。本文提出的全息相關(guān)匹配算法是一種基于最大互相關(guān)算法的創(chuàng)新,通過在參考圖制備階段構(gòu)造全息相關(guān)系數(shù)矩陣,并在匹配階段獲取實時圖相對選定子塊的全息映像,使匹配的計算量大大減少。由于新算法兼顧了匹配峰形狀與幅值的信息,從而在保證匹配精度的情況下,使抗干擾能力也得到增強(qiáng)。試驗證明,此算法具有比最大互相關(guān)算法更好
2、的性能。關(guān)鍵詞:圖像匹配相關(guān)系數(shù)全息映像全息相關(guān)匹配AMatchAlgorithmBasedonHologramCorrelationMatrixYangLiang,HuangJin,LuQiang,HuangShitan(Xi-anMicroelectronicsTechniqueInstitute,710054)Abstract:Themaximumcorrelationmatchalgorithm(MCA)basedongrayscaleisthemostclassicalalgorithminspacei
3、magematch.Butdeficiencyinrealperformanceduetolargeamountofcalculationsrestrictsitsapplication.Thehologramcorrelationmatchalgorithm(HCA)proposedbythispaperisinnovatedfromMCA.Bygeneratehologramcorrelationmatrixinpreparationstageandgethologramreflectionofreal-ti
4、meimage,thisalgorithmdecreasetheamountofcalculationsdistinctly.Furthermore,becausetheshapeandamplitudeofcorrelationcrestareconsideredatthesametime,theanti-jammingperformanceisenhancedalso.算法定義與一些快速算法研究成果,第四節(jié)給出我們提出1緒言的全息相關(guān)匹配原理與應(yīng)用算法,第五節(jié)是試驗結(jié)果比較,最后是結(jié)論及對進(jìn)一步工作的探討。圖
5、像匹配是指通過計算兩幅圖像間的相似度或其它[1]距離測度,以達(dá)到圖像識別或圖像定位目的的過程。隨2圖像間的相關(guān)矩陣與最大互相關(guān)匹配著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展,圖像匹配已成為現(xiàn)代數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的一項重要技術(shù),在運動視頻壓縮、自動目標(biāo)圖像匹配領(lǐng)域的歸一化互相關(guān)算法出自于統(tǒng)計學(xué)中識別、醫(yī)學(xué)圖像分析、巡航制導(dǎo)、導(dǎo)彈投射系統(tǒng)的末制導(dǎo)對兩個隨機(jī)變量的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)方差,也即相關(guān)系數(shù)的計算,在等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。統(tǒng)計學(xué)中,它用來表示兩個隨機(jī)變量間的相關(guān)性,延伸到在航天圖像匹配的應(yīng)用中,由于成像系統(tǒng)、成像方式、圖像匹配中,可以用來表
6、示兩塊相同大小圖像間的相似程時間等因素的不同,將使相同目標(biāo)位置的基準(zhǔn)圖與實時圖度。之間不可避免地存在偏差,實時圖甚至還可能受到人為的[定義1]:兩幅大小均為NxN的灰度圖像分別記作電子干擾而使匹配環(huán)境變得更惡劣。這種情況下,基于最{X
7、xij∈X,i,j=0,…,N-1}和{Y
8、yij∈Y,i,j=0,…,N-1},xij與yij大灰度互相關(guān)的匹配算法由于具有較強(qiáng)的抗干擾能力在分別為兩幅圖像上各點的灰度值,[2]航天圖像匹配中得到最廣泛的應(yīng)用。E(XY)?E(X)E(Y)R(X,Y)=(1)基于最大灰度互相關(guān)的匹
9、配算法通過將實時圖在參D(X)D(Y)考圖上進(jìn)行遍歷,計算每個位置處實時圖和參考圖對應(yīng)部稱為兩幅圖像的相關(guān)系數(shù)?!醴值幕ハ嚓P(guān)值,從而判定實時圖在參考圖中對應(yīng)的位置。其中E(X),E(Y)為兩幅圖像的灰度均值,D(X),D(Y)這種匹配算法具有灰度線性變化無關(guān)的特性,因而具有較為兩幅圖像的方差,E(XY)為兩幅圖像對應(yīng)點乘后的均值,強(qiáng)的適應(yīng)性,但是它的計算量隨著實時圖與參考圖的尺寸它們的定義與一般統(tǒng)計理論中定義相同。變化成幾何級數(shù)增大,大大制約了它的實時性。相關(guān)系數(shù)具有以下性質(zhì):針對計算量的問題,研究者們提出了一些
10、基于灰度相⑴R(X,Y)=R(Y,X)[3]~[5]關(guān)的快速匹配算法,如變分辨率相關(guān)算法、變模板相⑵R(X,Y)≤1關(guān)算法、參考圖多子區(qū)匹配算法等,使灰度相關(guān)匹配算法的運算量得到了一定程度的減少,但他們還是存在不同⑶R(X,Y)=1的充要條件是圖像X和Y依概率1線性相的,如降低精度、降低可靠性、速度提高不明顯等局限性,關(guān)。不能很好地滿足實際工程應(yīng)用需求??梢?,相關(guān)系數(shù)R(