仿射不变子空间特征及其在图像匹配中的应用-论文.pdf

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1、第43卷第2期红外与激光工程2014年2月VO1．43NO．2InfraredandLaserEn2iIlIFeb．2014仿射不变子空间特征及其在图像匹配中的应用王国刚，史洪岩，汪滢，袁德成(沈阳化工大学信息工程学院，辽宁沈阳100142)摘要：提出了一种新的基于子空间的仿射不变图像匹配算法。首先，分析了仿射不变特征空间的非线性几何结构，给出了图像特征的仿射不变子空间表示模型。其次，根据目标特征矩阵由它的正交投影矩阵唯一确定这一特性实现特征的全局一致性匹配。最后，通过计算同一目标在仿射变换下的子空间几何距离度量达到匹配识别的目的。模拟变换匹配实

2、验和真实图像序列实验结果表明：所提出的匹配方法对仿射变化下的图像目标匹配具有很好的适应性和较高的鲁棒性。关键词：目标匹配；子空间；仿射变换；几何不变中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)02—0659—06AfineinvariantsubspacefeatureanditsapplicationinimagematchingWangGuogang，ShiHongyan，WangYing，YuanDecheng(SchoolofInformationEngineering，ShenyangUniversity

3、ofChemicalTechnology，Shenyang100142，China)Abstract：Thispaperpresentedanovelafineinvariantimagematchingalgorithmbasedonsubspacetheory．Firstly，thenonlineargeometrystructureoftheaffineinvariantfeaturespacewasexploredandtheaffineinvariantsubspaceimagefeatureswereextracted；thenthe

4、globalconsistentmatchingofshapefeaturewasrealizedbasedonthetheorythatthefeaturematrixoftargetshapeCanbedeterminedonlybyitsorthogonalpr~ecfionmatrix；finally，thesametargetimageswerematchedwithaffinetransformthroughcomputingthesubspacedistance．Matchingexperimentresultsonsimulate

5、dtransformedrealimagesandrealimagesshowsthattheproposedalgorithmexhibitshighercapacitytoafinetransformandrobusttoperturbations．Keywords：objectmatching；subspace；afinetransform；geometricinvariants收稿日期：2013—06—10；修订日期：2013—07—25基金项目：辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划(LJQ2011039)；辽宁省博士启动基金(201104

6、5)作者简介：王国刚(1977-)，男，副教授，博士，主要从事图像目标识别方面的研究工作。Emai：ggwang@sia．cn红外与激光工第43卷匹配难题。O引言1图像特征的仿射不变子空间表示图像匹配是模式识别研究领域的热点之一，在变子空间一般可以理解为一个子空间相对于一视觉导航、医学图像分析、生物特征识别以及目标的个线性变换是不变的，具体定义如下：自动识别和跟踪领域具有重要应用。如果是线性空间的线性变换，’／1是的子图像目标匹配识别主要包括三个步骤：首先选空间，并且对于任意一个X∈，都有Tx∈V1则称’／l择合适的特征刻画目标；然后寻找特征之间

7、的对应是的不变子空间。关系，并根据对应关系计算图像目标之间的几何变换(相似变换、仿射变换)；最后通过特征之间的度若两个形状Xlm{v1)v2，⋯，v)和X2={UDU2，⋯，‰}仿量关系进行识别判断。其中寻找特征之间的对应关射等价，可以写为：Ul11系是其中最为重要的环节，也称为特征一致性对应1问题，其研究方法基本上可归纳为三类：第一类是U21v21A(1)基于优化的匹配方法，该类方法的主要缺陷在于算···1⋯l法依赖于初始点的选择，容易陷入局部最优【l；第U11，l二类是通过构建特征点之间的图结构关系实现全式中：A为仿射变换，可以看出。空间的n

8、个点集和T局匹配瞄】，该类方法的优点是有成熟的图论等数学向量l=【1，l，⋯，1】构成了R的三维子空间，子空知识工具，可以实现全局的特征