基于主成分分析的图像匹配方法研究_蒋明

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1、第29卷第4期红外与激光工程2000年8月Vol.29No.4InfraredandLaserEngineeringAug.2000文章编号:1007-2276(2000)04-0017-05基于主成分分析的图像匹配方法研究蒋明,张桂林,胡若澜,陈朝阳(华中理工大学图像识别及人工智能研究所图像信息处理与智能控制教育部重点实验室,武汉430074)摘要:景像匹配和相关跟踪系统中,由于所面临的都是变化的场景,实时获取的图像与预存的基准图之间存在差异。传统的基于图像空间的匹配方法不能很好地克服这些差异给图像匹配定位带

2、来的影响,使得完全按图像灰度特征的相关匹配应用受到限制。文中将主成分分析方法引入图像匹配和相关跟踪过程中,提出一种能抗御一定图像畸变的基于主成分分析的图像匹配算法,并应用该方法进行了初步实验,证明该算法具有较高的匹配跟踪鲁棒性。关键词:图像匹配;特征值;主成分分析;畸变图;实时图中图分类号:TP391.4文献标识码:AResearchofanimagematchingmethodbasedonprincipalcomponentanalysisJiangMing,ZhangGuilin,HuRuolan,Che

3、nZhaoyang(StateEducationCommissionKeyLaboratoryforImageProcessingandIntelligentControl,InstituteforPatternRecognitionandArtificalIntelligenceofHuazhongUniv.ofSci.&Tech.,Wuhan,China,430074)Abstract:Inscene-matchingandcorrelativetrackingsystems,sceneschangeinc

4、essantly,sothereisdif-ferencebetweenrealtimeimagesandreferenceimageswhicharestoredinadvance.Traditionalmatchingmeth-odsbasedongreycharacteristicscannotfavorablycopewithsuchdifferencebroughtaboutbyscenicchanges,limitingtheapplicationsofcorrelativematchingbase

5、dongreycharacteristics.Themethodofputtingprincipalcomponentanalysisintoimagematchingandcorrelativetrackingisintroduced,andanimagematchingalgo-rithmbasedonprincipalcomponentanalysisisproposed,whichcanbearsomeimagedistortionsinimagematchingandtracking.Thenthee

6、xperimentalresultsarepresentedtoverifytherobustnessofthisimagematchingmethod.Keywords:Imagematching;Eigenvalue;Principalcomponentanalysis;Distortedimage;Realtimeimage收稿日期:2000-03-17作者简介:蒋明(1975-),男,硕士,从事图像处理、模式识别、智能系统及多媒体应用等方面的研究工作。·17·蒋明:基于主成分分析的图像匹配方法研究2.2

7、应用主成分分析方法对畸变图集进行训练,由1引言图像空间变换到新的主成分空间以畸变图像集作为训练样本集。假设训练样本图像匹配是根据已知的图像模式,在另一幅图像图像集合为:{f1(x,y),f2(x,y),…,fM(x,y)},每一中寻找相应或相近模式的过程。相关匹配是模式识个训练样本图的大小为N=w×h,可以用w×h维别中的一个重要方法,识别就是待识别物体与已知标T的向量x=(x1,x2,…xN)来表示(即把原图像按行准样本的匹配过程。完全相同的两幅图像的匹配是连到一起构成w×h维向量)。它也可看作w×h维没有实

8、际意义的。在景像匹配和相关跟踪系统中,所空间的一个点,称此空间为原始图像空间S。训练样面临的都是变化的场景,与预存的基准图之间存在差本图在结构上有很大的相似性的,因而所有的训练样异。这种差异主要表现在图像尺度、方向、部分场景本不会充满在w×h维的空间上,它们将会聚集在图内容变化以及噪声干扰等。这些都给相关匹配定位像空间的一个相对狭小子空间内(见图1)。带来影响,特别是航空遥感地面图像,