（毕业论文）普通数码影像匹配的方法研究

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1、普通数码影像匹配的方法研究摘要：普通数码相机获取的影像具有成本低、分辨率高、数据采集简便、影像传输与处理快速等特点，解决了现场快速获取影像的问题，降低了近景摄影测量作业对设备及技能的要求。普通数码相机是非量测相机，所获取的像片属于近景像片，但相片没有已知的内方位元素且变形较大，因此普通数码相片的图像处理比较特殊。近年来，国内外学者对基于普通数码相机的近景目标三维数据进行了广泛的研究，但研究大多利用单基线影像进行同名点匹配，再采用自检校光束法或直接线性变换算法来解决目标的空间坐标。该方法存在对控制点的数量及分布要求较高、同名点匹配可靠性较低等缺点。用于近景摄影测量的普通数码影像

2、与航空影像相比，存在更为复杂的影像变形和影像遮挡等问题，这使得其影像匹配的难度大大增加。影像匹配是数字摄影测量的关键技术之一，也是该领域持续关注和研究的热点。本文通过对在常用的基于灰度的匹配算法和基于特征点的匹配算法的基础上研究了一种更适用于近景摄影测量的最小二乘相关系数的普通数码影像匹配。通过对粗匹配、精匹配、阈值的设定等一些控制条件来控制精度得到最优的匹配结果。在最小二乘相关系数影像匹配方法的基础上又进一步探讨了多基线近景摄影测量的影像匹配方法，并讲述了相关的约束条件使其匹配的精确度进一步提高，之后进行实例分析将其应用到工程测量中，充分证明其可行性，精确性，以及不足之处。

3、影像匹配是一门被广泛应用和研究的技术，普通数码影像匹配有自己的优越性，但本身在不同的环境条件下使用也有自己的局限性，在具体的使用过程中要依据具体情况选择不同的匹配方法以迗到最优的结果。关键词：影像匹配；普通数码；相关系数；多基线1绪论1.1研究背景自上世纪70年代，美国从进行的飞行器辅助导航系统、武器投射系统的末制导技术的应用研宄中提出图像匹配以来，它一直是学者们研宄的热点和难点。它是在变换空间中寻找一种或多种变换，使来自不同时间、不同传感器或者不同视角的同一场景的两幅或多幅影像在空间上一致，目前已经应用于许多领域：巡航导弹末制导采用图像匹配来确定导弹准确的位置；对来自多个传

4、感器的图像进行融合时，首先需要进行图像之间的配准；在立体视觉中，为了得到图像的深度图，需要寻找场景中同一点在两幅影像中的共扼对，这同样是图像匹配研究的内容；此外，目标识别和跟踪中也广泛使用了图像匹配技术。罔像匹配技术是现代遥感技术、微电子技术和精密测绘技术的综合性产物，随着科学技术的迅猛发展，图像匹配技术在近代信息处理，特别是在图像信息处理领域中七据着越来越重要的地位。从20世纪50年代开始，人们就尝试摄影测量中的自动化试验，开始在模拟测图仪的像片盘上安装阴极摄像管（CRT），将图像的灰度信号转化为电信号，利用电子相关器识别同名点，这种同名点的识别技术也被称为影像的匹配技术。

5、随着计算机的迅猛发展，人们提出利用计算机处理数字图像，在数字摄影测量中是以影像匹配代替传统的人工观测，来达到识别同名点。摄影测量的基本原理就是利用立体像对上的同名点进行空中前方交会、利用三度秉叠的同名点进行模型连接、利用航带间的同名点进行航带连接、利用同名点进行光束法区域网平差等，因此如何代替作业员的眼睛进行立体观测、实现确定同名点的自动化，这是摄影测量工作者长期追求的H标，是数字摄影测量的核心。图像特征提取是图像匹配和图像分析的基础，也是单张影像处理的熏要任务，影像的局部特性在图像处理中具存非常熏要的意义。H前，在H标识别、全景拼接和机器人视觉等影像处理领域中，影像的特征点

6、提取受到越来越广泛的重视。通过影像特征的提取匹配不仅用于影像识别，还可以用于影像分割、配准、拼接等各个技术领域。对影像特征的研究己经取得了很多研宄成果，随着人们探知世界的深入，对影像特征的研宄将更加重要。1.2影像匹配发展与现状摄影测量中最初的影像匹配是利用相关技术实现的，所以影像匹配也称为图像相关。由于原始像片中的灰度信息可以转化为电子信息、光学信息或数字信息，因此可构成电子相关，光学相关，数字相关等不同的相关方式。但是，无论是电子相关、光学相关还是数字相关，其理论基础是相同的。都是根据两个信号的相关函数，评价它们的相似性，以确定同名点。数字摄影测量是根据数字影像相关原理利

7、用计算机对数字影像进行数字计算的方式完成影像的相关，识别出两幅（或多幅）图像的同名点。计算时，通常先取出一张像片（左片）以待定点为中心的小区域中的图像信号，然后搜索该待定点在另一图像中的相应区域中的一些信号，计算两者的相关函数，以相关函数最大值对应的相关区域中心为同名点。即以图像信号分布最相似的区域为同名区域，同名区域的中心为同名点，这是自动化立体量测的基本原理。国内外有大量的研宄者对影像匹配开展研宄工作取得了较好的成果。按照Brown理论，影像匹配包括如下几个方面的问题:特征空间；相似性度量；搜索空间