图像特征点提取及匹配技术

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1、第１７卷第９期光学精密工程Ｖｏｌ．１７Ｎｏ．９２００９年９月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｅｐ．２００９文章编号１００４９２４Ｘ（２００９）０９２２７６０７图像特征点提取及匹配技术杨晓敏，吴炜，卿粼波，华骅，何小海（四川大学电子信息学院图像信息研究所，四川成都６１００６４）摘要：针对图像特征提取与匹配的适应性和准确性问题，将尺度不变特征变换算法（ＳＩＦＴ）应用到图像的特征点提取与匹配中。ＳＩＦＴ算法可在尺度空间寻找极值点，提取对图像尺度和旋转变化具有不变性，对光照变化和图像变形具有较强适应性的特征点及其特征描述。首先，采用ＳＩＦＴ算法提

2、取图像的特征点及其描述，然后，采用基于置信度的匹配算法进行特征点的匹配，以找到图像间准确的匹配点对。最后，对不同光照条件、焦距、拍摄角度获取的图像进行特征点的提取及匹配。实验结果显示，本文算法对图像的光照、平移、旋转变换具有很好的适应性和准确性，能够提升匹配的自动化水平和准确度，准确率超过９０％。结果表明，提出的算法可以进一步应用到图像识别，图像重建等领域。关键词：图像匹配；特征提取；尺度不变特征变换；ＳＩＦＴ特征；置信度中图分类号：ＴＰ３９１．４文献标识码：Ａ犐犿犪犵犲犳犲犪狋狌狉犲犲狓狋狉犪犮狋犻狅狀犪狀犱犿犪狋犮犺犻狀犵狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔ＹＡＮＧＸｉａｏｍｉｎ，

3、ＷＵＷｅｉ，ＱＩＮＧＬｉｎｂｏ，ＨＵＡＨｕａ，ＨＥＸｉａｏｈａｉ（犆狅犾犾犲犵犲狅犳犈犾犲犮狋狉狅狀犻犮狊牔犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犛犻犮犺狌犪狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犆犺犲狀犵犱狌６１００６４，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｗｉｔｈｔｈｅａｉｍｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｍａｇｅｍａｔｃｈｉｎｇ，ｔｈｅＳｃａｌｅＩｎｖａｒｉａｎｔＦｅａｔｕｒｅＴｒａｎｓｆｏｒｍａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＳＩＦＴ）ｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｉｍａｇｅｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｉｍａｇｅｍａｔｃｈｉｎｇ．ＴｈｅＳ

4、ＩＦＴｃａｎｆｉｎｄｏｕｔｔｈｏｓｅｆｅａｔｕｒｅｖｅｃｔｏｒｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｓｐａｃｅｓａｎｄｃａｎｅｘｔｒａｃｔｉｍａｇｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｉｍａｇｅｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｉｎｖａｒｉａｎｔｃｅｆｏｒｓｃａｌｅｃｈａｎｇｅｓａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎｓａｎｄｔｈｅｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙｆｏｒｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｖａｒｉａｔｉｏｎａｎｄａｆｆｉｎｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅＳＩＦＴｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｇｅｔｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｐｏｉｎｔｏｆａｎｉｍａｇｅａｎｄｉｔｓｆｅａｔｕｒｅｓ．Ｔｈｅｎ

5、，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｒｅｍａｔｃｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅａｒｅｓｔｎｅｉｇｈｂｏｒｂａｓｅｄｏｎｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｉｎｔｈｅｉｍａｇｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｆｏｃｕｓｌｅｎｇｔｈｓａｎｄｓｈｏｏｔｉｎｇａｎｇｌｅｓａｒｅｅｘｔｒａｔｅｄａｎｄｍａｔｃｈｅｄ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙＳＩＦＴｍｅｔｈｏｄｈａｖｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔａｄａｐｔｉｖｅａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｃｈ

6、ａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｏｒｔｈｅｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄｈａｖｅｍａｔｃｈａｃｃｕｒａｃｙｍｏｒｅｔｈａｎ９０％，ｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｆｕｌｆｏｒｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｉｍａｇｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｎｄｉｍａｇｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｉｍａｇｅｍａｔｃｈｉｎｇｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ＳｃａｌｅＩｎｖａｒｉａｎｔＦｅａｔｕｒｅＴｒａｎｓｆｏｒｍ（ＳＩＦＴ）；ＳＩＦＴｆｅａｔｕｒｅ；ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ收稿日期：２００８０９０８；修订日期：２００８１

7、０２３．基金项目：教育部重点项目基金资助项目（Ｎｏ．１０７０９４）第９期杨晓敏，等：图像特征点提取及匹配技术２２７７光照变化和抗视点变换的特征点，然后采用基于置１引言信度的匹配算法进行特征点的匹配。对不同光照条件、焦距、拍摄角度的图像进行了实验，结果表明采用本文算法能够大大提升匹配的自动化水平和图像匹配技术是实现图像融合、图像校正、图像镶嵌以及目标识别与跟踪的关键步骤之一，已经准确度，为图象匹配技术提供了一种新的思路。广泛应用在图像识别以及图像重建等领域中。如何自动提取稳定可靠的特征，提高匹配准确度是实２ＳＩＦＴ算法现图像匹