基于相位相关的图像配准算法.pdf

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1、第(!卷第#期数据采集与处理U7<-(!V7-#("")年!(月S75>1:<78N:3:.;T54243471B,>7;62241=N6;-("")文章编号：!""#$%"&’（("")）"#$"###$")基于相位相关的图像配准算法郑志彬*叶中付（中国科学技术大学信号统计处理研究室，合肥，(&""(’）摘要：提出了一种新的基于相位相关的图像配准方法：首先在参考图像中心处截取一个小区域图像，然后在待配准图像中寻找一个同样大小的区域，使得在对数极坐标表示下，这两个小区域图像的互功率谱经傅里叶反变换后是一个二维脉冲信号

2、。所要寻找的小区域中心点在待配准图像中的位置即为所要估计的平移参数，二维脉冲信号中脉冲的位置与缩放因子和旋转角度有关，由此而得到图像配准参数。实验结果表明该方法具有很好的配准效果。关键词：图像配准；相位相关；傅里叶变换；对数极坐标表示；二维脉冲信号中图分类号：+,&%!-#!****文献标识码：.!"#$%&%$’()*#)’+,-.$+*’)/"0#(%1+,2/#(%34+**%.#)’+,!"#$%!"&’&$，(#!")$%*+（0123435367893:34234;:<94=1:<,>7;62241=，?

3、14@6>243A789;461;6B+6;C17<7=A78DC41:，E6864，(&""(’，DC41:）-5()*#6)：.17@64F:=6>6=423>:3471H:26G71IC:26$;7>>6<:347142I>7I726G-J4>23:7II6G713C6>686>61;64F:=6，3C613C62:F624K6I:3;C428751G713C68<7:34F:=6，LC4;CF:M623C641@6>26J75>46>3>:1287>

4、F87>3C6;>722I7L6>2I6;3>5F783C63L7I:3;C6241<7=$I7<:>>6I>62613:3471H6:($N4FI5<26-+C6;77>G41:36783C626<6;36GI:3;C;613>6713C68<7:34F:=6;7>>6$2I71G2373C63>:12<:36GI:>:F636>6O:;3F4163C62;:<6G:1G>73:$36G8:;37>2-POI6>4F613:<>625<322C7L3C

5、:33C6:<=7>43CFC:2=77GI6>87>F:1;6-7%89+*1(：4F:=6>6=423>:3471；IC:26$;7>>6<:3471；J75>46>3>:1287>F；<7=$I7<:>>6I>62613:3471；($N4F$I5<2624=1:<技术解决了只存在平移变换的图像配准问题；文献引**言［/，)］实现了存在平移和旋转变换的图像配准。对图像配准是对不同时间、不同视场或不同成像于同时存在缩放、旋转和平移变换的图像配准，文模式的两幅或多幅图像进行空间变换处理，使得各献［’，Q］结合J75

6、>46>$R6<<41变换和相位相关技术个图像在几何上能够匹配对应起来。图像配准的进行配准，但是要求配准的两幅图像具有绝大部分目的是去除待配准图像和参考图像之间在几何上相同的信息，这在实际情况中很难满足。的不一致，包括平移、旋转和形变，为进一步的图像本文基于相位相关提出一种新的图像配准方处理（如图像融合）做准备。它是图像处理和分析的法。从理论上说，只要配准的两幅图像具有一个相关键步骤，是图像对比、数据融合、变化分析和目标识同信息的小区域，本文算法就可以实现配准，克服了文献［)$Q］中对所配准两幅图像的限制。别的必要前

7、提。配准技术在遥感图像处理、医学图像［!，(］处理、计算机视觉等方面发挥重要的作用。:;相位相关方法目前图像配准算法分为基于图像特征和基于［!，(］:<:;相位相关法估计平移参数图像灰度两大类。在诸多现有的图像配准方法［&］中，基于相位相关的方法以其运算量小、抗噪声等相位相关方法最初只解决具有平移参数的［&$Q］图像配准问题。假设*（,，-）和*（,，-）为两个图优点得到广泛关注。文献［&，#］利用相位相关!(*收稿日期：(""/$"%$"!；修订日期：(""/$!!$")第3期郑志彬，等：基于相位相关的图像配准算法

8、334像信号，它们满足式（!）的关系（即!（""，#）是由得到的图像，即它们满足%!!（!"，#）经过简单的平移得到）!（""，#）$!［!"（",/0##)#012##），!（""，#）$!（!"%"#，#%##）（!）"%（!%"012#)#,/0#）］（3）##根据傅里叶变换的性质可得令!!（$$，#）和!"（$$，#）分别为!（!"，#