一种基于快速傅里叶变换的分区域图像配准方法.docx

DOI:10.13364/j.issn.1672-6510.2014.05.015一种基于快速傅里叶变换的分区域图像配准方法胡晓彤，杨威(天津科技大学计算机科学与信息工程学院，天津 300222)摘 要：为提高图像配准的速度，提出了一种基于快速傅里叶变换的分区域图像配准方法．在图像中选取一块小区域代替整体区域，根据对数-极坐标变换、傅里叶变换的特性确定图像间的比例和旋转变化，利用傅里叶的相位相关技术 确定图像间的平移关系，从而求出图像的配准参数，最后利用这个配准参数对待配准图像进行全局配准．此方法改进 了利用全图求取配准参数的过程，利用小区域变换得到配准参数，减少了运算量，提高了运算速度． 关键词：图像配准；快速傅里叶变换；分区域中图分类号：TP751.1文献标志码：A文章编号：1672-6510(2014)05-0073-05An Image Registration Method Based on SubregionalFast Fourier TransformationHU Xiaotong，YANG Wei(College of Computer Science and Information Engineering，Tianjin University of Science Technology，Tianjin 300222，China)Abstract：In order to improve the speed and precision of image registration, a method of image registration based on subre-gional fast Fourier transformation was proposed. A small area was selected in the image instead of the whole area, and then the ratio between the images and the rotation change was got based on the property of log-polar coordinate transformation and Fourier transformation, and the phase correlation technique (energy spectra) was used to determine the image transla- tion. Using those registration parameters, the global registration can be done. The method can improve the processing speed because of using a small area instead the whole image.Key words：image registration; fast Fourier transformation；subregional图像配准技术是指将同一场景的两幅或多幅图像按照某种相似性度量变换到相同的坐标系下而达 到最优匹配的一种技术．这里待匹配的图像包括来自不同时间、不同光照的强度、不同的角度拍摄的图 像．正是由于这种拍摄的变换特性，待配准的图像之 间往往存在尺度变化、旋转变化和平移变化．那么，图像配准就是要在这些变换中寻找图像中的某物体 在另一图像中的位置．图像配准主要有基于灰度统计特性[1]、基于图像 特征、基于变换域 3 种方法．基于灰度统计特性的配准方法包括模板匹配法[2]、互相关法、灰度比的方差最小化法以及互信息(相关熵)最大化法等．基于灰度信息的图像配准方法虽然具有精度高、稳健性强、不需要预处理而能实现自动配准等特点，但是由于在配 准过程中需要使用图像的全部灰度信息，因而配准速度较慢，不适于对实时性要求较高的场合．基于图像 特征的配准方法较适于有明显特征的图像，如桥梁、 飞机跑道等，其中基于特征点的图像配准方法一般是采用控制特征点的方法[3]，这种方法需要人工选取控 制点，费时费力．基于变换域的方法包括基于快速傅 里叶变换方法等，快速傅里叶变换对离散傅里叶变换进行了改进，能够在一定程度上减少运算量，提高速 度．如强赞霞等[4]提出了一种基于傅里叶变换的遥感 图像配准算法，林卉等[5]提出了利用傅里叶变换遥感收稿日期：2013–12–01；修回日期：2014–05–15基金项目：国家科技支撑计划资助项目(2012BAF13B05)作者简介：胡晓彤（1971—），男，北京人，副教授，mailto:huxt@tust.edu.cn