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1、现代电子技术!2010年第22期总第333期计算机应用技术基于NCC的图像匹配快速算法杨通钰,彭国华(西北工业大学理学院,陕西西安710129)摘要:在图像匹配过程中,针对传统归一化积相关(NCC)算法计算量大的问题,提出一种对NCC进行改进的图像匹配快速算法。该算法首先使用差分求和定理改造NCC相似度量函数,以降低匹配计算量。然后提出模板区域分割,设定阈值,进一步去除大量不必要的计算,优化匹配搜索过程,实现了快速匹配。实验结果证明,与传统的匹配算法相比,在保证精度的前提下,计算复杂度大大降低。关键词:图像匹配;归一
2、化积相关;相似度函数;区域分割;差分中图分类号:TN91134;TP391文献标识码:A文章编号:1004373X(2010)22010703FastAlgorithmforImageMatchingBasedonNCCYANGTongyu,PENGGuohua(SchoolofScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710129,China)Abstract:Intheimagematchingprocess,thecomputational
3、complexitywasthemajorproblemofthetraditionalNCC(normalizedproductcorrelation)algorithm.AnimagematchingfastalgorithmforimprovingtheNCCispresented.First,itcombinedwiththesummationtheoremofdifferencetoimprovetheNCCforreducingtheamountofcalculationofmatching.Second,its
4、howedregionsegmentationforthetemplateandthensetthresholdtogetridofsomecalculationtoachieverapidmatching.Theexperimentalresultsprovethatthecomputationalcomplexityisreducedgreatlycomparedwiththetraditionalmatchingalgorithmbythepremiseoftheprecision,.Keywords:imagemat
5、ching;normalizedproductcorrelation;similarityfunction;regionsegmentation;difference[35](平均绝对差)算法,归一化积相关(NCC)算法,序0引言[6][7]贯相似性检测法(SSDA),图像灰度值编码(PFC)图像匹配问题是计算机视觉、图像处理领域中的基算法等。其中MAD算法计算过程非常简单,无需复杂本问题,有两种对应的模型:一是两幅(或者多幅)来自的乘除法运算,但是对噪声比较敏感,在加噪声的情况不同传感器、不同视角或不同时间的图像需找
6、出对应关下,匹配准确率随着信噪比的增加而减少;SSDA算法系,经过匹配步骤可得出两幅图像的差别所在,为下一虽然相对MAD算法速度提高了很多,但是其精度低,步处理作基础;二是根据已知的图像模式在另一幅图像匹配效果不好,而且易受噪声影响,一旦进入信息贫乏中搜索类似模板的目标,即模板匹配。图像匹配技术是的区域,会导致误匹配率的上升;PFC算法无法适应图数字图像处理领域的一项重要研究,已在虚拟现实场像局部光照的非线性变化,匹配容易错误;NCC算法的景、航空航天遥感测量、医学影像分析、光学和雷达跟优点是抗白噪声干扰能力强,且在灰度变化
7、及几何畸变踪、景物制导等领域有着重要的应用价值。已有的图像不大的情况下精度很高,它的这种优点非常突出,但该匹配算法可分为两类:基于像素灰度值的匹配和基于图方法受局部光照变化的影响,且匹配速度较慢。针对该像几何特征的匹配。问题,本文在保证匹配精度的前提下,提高NCC匹配所有的基于像素灰度值匹配算法的计算量等于模算法的速度,增强算法对实际应用的适应性。板运算量和搜索位置数之积。故提高匹配速度的角文献[8]提出的NCC快速模板匹配算法,结合文度有:献[9]的差分求和定理对每个位置处的模板计算进行改(1)减少每个位置处模板相似度计算
8、的运算量;进,减少了计算量。本文在文献[8]的基础上,从上面所(2)改变搜索策略,减少搜索像素点或在搜索图像[1][2]述的角度(2),改变搜索策略,即提出模板分块匹配策中的搜索位置数。模板匹配的传统算法有:MAD略,减少不必要的运算,进一步优化算法。该算法能适收稿日期:2010062
