面向目标检测的空间观测图像精确配准-论文.pdf

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1、第22卷第8期光学精密工程Vol_22No．82014年8月OpticsandPrecisionEngineeringAug．2O14文章编号1004—924X(2014)08—2205—09面向目标检测的空间观测图像精确配准沈同圣，张健，娄树理中国国防科技信息中心，北京100142；2．海军航空工程学院控制工程系，山东烟台264001)摘要：针对空间目标检测对图像配准精度的要求，本文组合Fourier—Mellin变换和加速鲁棒特征变换(SURF)算法来实现对空间观测图像的精确配准，并研究了该配准算

2、法所涉及的变换模型、特征提取、特征匹配和配准精度等问题。该算法首先利用Fourier—Mellin变换计算图像旋转角度的整数值，根据整数角度将待配准图像反向旋转；然后利用SURF算法检测两幅图像的匹配特征点；最后利用最小二乘方法计算旋转角度的浮点值和平移量，而整数角度与浮点角度之和就是待配准图像的实际旋转角度。文中分析了SURF特征点检测与图像尺寸、Dol响应阈值以及尺度空间层数之间的关系。实验结果表明：提出的算法对图像旋转角度估计值的均方误差为0．0077。，50组实拍图像中星点质心均方误差的平均值

3、为0．1353pixel，能够满足空间目标检测对图像配准的精度要求。关键词：空间观测图像；图像配准；Fourier—Mellin变换；加速鲁棒特征(SURF)算法；配准精度中图分类号：TP75；TP391．4文献标识码：Adoi：10．3788／0PE．2O142208．2205PreciseregistrationofspaceobservationimagesfortargetdetectionSHENTong—sheng。ZHANGJian。LOUShu—li。ChinaDeferiseScie

4、nceandTechnologyInformationCenter，Beijing100142，China；2．DepartmentofControlEngineering，NavalAeronauticalandAstronauticalUniversity，Yantai264001，China)*Correspondingauthor，E-mail：iam_—zhan-gJJan@163．comAbstract：Fortherequirementsofspacetargetdetectionfor

5、imageregistration，anobservationimageregistrationalgorithmbasedonFourier—Mellintrans—formandSpeedUpRobustFeature(SURF)transformwasproposed．Thetransformmodel，featuredetection，featurematchingandthematchingaccuracyrelatedtothealgorithmwerealldiscussed．First

6、ly，theFourier—Mellintransformwasusedtocalculatetherotationangle，theimagetobematchedwasreverselyrotatedaccordingtotheintegeran-gleoftheimage．Then，theSURFwasusedtodetectthematchingfeaturepointsbetweentWOima—ges．Finally，thefloatingpointrotationangleandoffs

7、etwerecalculatedwiththeleastsquaremethod．Thesumofintegerangleandfloatingpointangleisanactualrotationangleoftheimagetobematched．Furthermore，therelationshipsbetweenSURFfeaturepointdetectionandimagesize，Dolresponsethresholdandscalespacedecomposelayerswerea

8、nalyzed．Theexperimentalresultsshowthatthe收稿日期：2013—12—12：修订日期：2014～01—09．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61302008)2206光学精密工程第22卷RootMeanSquareError(RMSE)ofrotationangleestimationis0．0077。，andtheaveragevalueofRMSEof50groupsofstarcentroidsis0