一种鲁棒的红外与可见光多级景象匹配算法

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1、第31卷2010正第6期6月航空学报ACTAAERoNAUTICAETASTRONAUTlCAS1NICAV01．31No．6June2010文章编号：1000—6893(2010)06—1185一11一种鲁棒的红外与可见光多级景象匹配算法凌志刚，梁彦，潘泉，沈贺，程咏梅(西北T业大学自动化学院。陕西西安710072)ARobustMulti—levelSceneMatchingAlgorithmforInfraredandVisibleLightImageLingZhigang，LiangYan，PanQuan，ShenHe，ChengYongmei(

2、SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)摘要：针对基于特征的景象匹配方法对图像噪声和局部形变适应性差以及对特征质量依赖性强等问题，从提高图像特征描述能力人手，将具有局部光照和对比度不变性的相位一致性变换引入到红外与可见光景象匹配的特征表征中，以获得对噪声和局部形变较强的适应性。在此基础上，首先采用抗旋转的圆投影实现图像粗略匹配，然后基于Zernike矩推导出图像的互相关匹配莺构蛹数并用来剔除错误匹配点，最后基于曲面拟合方法获得亚像素定位，从而实现图像

3、精确与鲁棒匹配。仿真实验验证了所提算法的有效性。关键词：图象匹配；相位一致性；圆投影；Zernike矩；互相关重构中图分类号：V219．32；TP391．41文献标识码：AAbstract：Totackletheproblemthatimagematchingmethodsbasedonfeaturehavegreatdependenceonfea—ture’squalityandhavepooradaptabilitytOimagenoiseandlocaldistortionformulti—modalimages，thisarticlestarts

4、fromenhancingtherepresentationabilityofimages．Then，phasecongruencytransformationwithlocalintensityandcontrastinvarianceisusedtOrepresenttheinfraredimagesandvisiblelightimagestOincreasetherobustnessofscenematching．Basedonthis，theringprojectiontransformationisfirstadoptedtOgetthese

5、coarsematchingpositions．Then，thecross-correlationreconstructionfunctionisinferredusingZernikemo—menttOremovethesewrongmatchingpositions．Finally，curvefittingmethodisusedtOgetsub-pixellocaliza—tionandrealizeimageaccuracyandrobustmatching．Experimentalresultsdemonstratetheeffectivene

6、ssofthisproposedalgorithm．Keywords：imagematching；phasecongruency；ringprojection；Zernikemoment；cross—correlationrecon—struction景象匹配技术由于具有定位精度和自主性高等优点而受到人们的高度重视，并在无人飞行器组合导航与制导中得到了广泛应用。近年来，国内外研究者在景象匹配算法方面开展了大量的研究T作n。5]，但这些匹配算法大多数是针对实测图和基准图为同类传感器成像的同模态图像，而对实测图与基准图为异类传感器成像的多模态图像匹配方法研究

7、较少【6。]。而多模图像可以通过不同模态图像的信息互补来提高系统性能，如红外图像具有不受霾雾、黑夜等自然因素影响的特点，可以较好地弥补光学图像的不足，故被大量地用于无人飞行器的精确自主导航与制导、目标识别等方面。但用于匹配的基准或模板图像却往往是收稿日期：2009—06—18：修订日期：2009—12—13基金项目：国家自然科学基金(60634030)；高等学校博士学科点专项科研基金(20060699032)；航空科学基金(2006ZC53037．2007ZC53037)通讯作者：潘泉Email：quanpan@nwpu．edu．ell特征清晰的可见光等

8、图像，这时需要借助多模图像匹配算法来定位飞行器或目标位置，因此研究多模图像匹配技