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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛基于特征像素统计的图像相关匹配算法牛刚梁伟(军械工程学院光学与电子工程系指控教研室050003)E-mail:newgun1001@163.com摘要：以电视跟踪为应用背景，对图像相关匹配算法进行了研究。并以特征像素统计为基本手段，提出了基于MCD距离相关匹配法的改进算法，降低了匹配计算量，改善了跟踪实时性。关键词：电视跟踪；相关匹配；特征像素统计；MCD中图分类号：TP391基金资助：总装备部科研预研项目ImageCorrelationMatchingAlgorithmBased
2、onstatisticsofpixeleigenvalueNiuGangLiangWei(OrdnanceEngineeringCollege)Abstract:Asapplicationoftelevisiontrackingforthebackground,thispaperresearchesimagecorrelationmatchingalgorithm.Bymeansofanalyzingstatisticsofpixeleigenvalue,Animprovedimagematchingalgorithm,whichbasedonMCDdistance,waspresented.
3、Thisalgorithmreducedthecomputationamount,improvedReal-timecharacteristicoftracking.Keyword:televisiontracking;correlationmatching;statisticsofpixeleigenvalue;MCD0前言：由于雷达对于近低空不可避免的存在着搜索盲区，电视跟踪系统作为雷达的一种辅助设备在对近低空目标的跟踪上起到了很重要的补充作用。而电视跟踪系统中至关重要的环节就是图像的处理，在这当中影响图像处理以及整个系统功能的决定因素则是在图像处理的算法上。图像匹配在目标检测、目标识别与
4、跟踪等应用中是一项极其重要的技术。在机器识别物体的过程当中，常常把不同的传感器或同一传感器在不同时间，不同成像条件下对同一物体获取的两幅或多幅图像在空间上对准，或者根据已知的模板到另一幅图中寻找相对应的模板，这就是图像的匹配。关于图像匹配的算法很多，其中最常用的是相关匹配法：诸如序贯相似检测算法相关匹配法(SSDA)，多分辨率塔形结构算法(MPSA)以及基于MCD(MaximumCloseDistance)距离的相关匹配法等等。本文主要对基于MCD距离的相关匹配法作一介绍，并以此算法为基础提出改进算法。1图像匹配算法1.1相关匹配法相关匹配法又称模板匹配法，是目前应用最广泛的一种匹配方法。它具
5、有很强的噪声抑制能力，且计算简单，易于编程和硬化。在预先给定目标模板的情况下，相关匹配法是十分实用的。该方法利用模板，在被搜索图像中寻找目标。设模板T的尺寸为K×L，搜索图像尺寸为M×N，将T叠放在搜索图i,j像上平移，模板覆盖下的那块搜索子图记为S，而(i,j)为这块子图的左上角像点在搜索图中的坐标。因此，有1≤i≤M-K+1，1≤j≤N-L+1。i,j现在对T和S进行比较。由于他们本身的表达方式都是0到255的灰度数值，所以一旦两者一致，i,ji,j则T与S的相应位置灰度差值为零。因此，可以这样来度量T和S的相似程度：-1-http://www.elecfans.com电子发烧友http:
6、//bbs.elecfans.com电子技术论坛KLi,j2D()i,j=∑∑[S()()k,l−Tk,l]k==11l也可以用归一化相关函数作相似性测度：KLi,j()()∑∑[Sk,l×Tk,l]()k==11lRi,j=2/12/1KLKL⎡[]i,j()2⎤⎡[]()2⎤⎢∑∑Sk,l⎥•⎢∑∑Tk,l⎥⎣k==11l⎦⎣k==11l⎦当模板和子图完全一样时，相关系数为1。在被搜索图中完成全部搜索后，找出R的最大值Rmax(im,i,jjm)，其对应的子图S(i=im,j=jm)即为匹配目标。基于R(i,j)判别的算法分别被称为归一化互相关算法。显然，用这种公式做图像匹配尽管具有匹配精
7、度高的优点，但也有计算量大、速度较慢的缺点。1.2基于MCD(MaximumCloseDistance)距离的相关匹配算法由前述传统相关算法可以看出，模板图像和目标图像中每一对对应像素点对匹配结果的贡献是一样的，这样就使得算法性能容易受到个别噪声点、局部遮挡等因素的影响，而造成失配。在电视跟踪过程中，由于气象等诸多原因，上述影响在工程上是现实存在的。针对这个问题，有些学者结合最小绝对差方法和Hau
