基于竞选算法的旋转图像匹配

摘要

图像匹配始终是图像理处技术中的一项非常重要的研究课题，由于图像在采集过程中，拍摄角度的不同，导致图像在空间上存在着旋转和平移等现象，使得匹配难度加大。为了解决此问题，常用的方法是用模板在目标图像上的每个位置进行360度的旋转进行匹配，虽然此穷举匹配方法可以得到精确的匹配结果，但是它的速度很慢，难以满足实时匹配的需要。所以寻求一种速度快、准确性高、抗旋转性好的匹配方法成为了图像匹配技术研究的重点。
　　圆具有各向同性，即旋转不变性，它的这一特性为图像匹配的抗旋转性提供了一个很好的解决思路—圆投影。而要解决图像匹配速度问题则需要从搜索策略上入手，竞选算法是模拟人类竞选活动中竞选人对最高支持率的追求动机而建立的启发式优化算法，它采用启发式非遍历的搜索策略，同时它具有并行性可以确保搜索的结果具有全局最优性。故本文提出了一种用圆投影简化来匹配模型，以竞选算法为搜索策略的旋转图像匹配方法。论文的研究内容包括:
　　首先，介绍了图像匹配技术的基本概念、数学描述和分类，在此基础上深入分析了图像匹配的四个关键要素和图像匹配的性能评估。
　　然后，介绍了竞选算法的基本原理、基本特性，并在此基础上，详细介绍了竞选算法的计算过程和深入分析了影响竞选算性能的因素。
　　最后，着重介绍了基于竞选算法的旋转图像匹配算法。首先，把基于竞选算法的旋转图像匹配分解为两个匹配步骤:位置匹配和角度匹配;然后，从图像匹配的四个关键要素入手，设计两步匹配中的四个关键要素;其次，详细设计了基于竞选算法的旋转图像匹配算法的计算过程;再次，为了使本文算法能直接应用于生产实践中，在VC++中实现该算法;最后，对匹配实验和对比实验结果的分析，验证本文算法是否具有实际应用价值，参数实验对本文算法的高效应用也提供了一定的帮助。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 图像匹配技术研究的现状

1．3 论文选题的目的与意义

1．4 论文的主要内容及组织结构

第二章 图像匹配概述

2．1 引言

2．2 图像匹配的原理

2．3 图像匹配的分类

2．4 图像匹配的关键要素

2．5 图像匹配性能评估

2．6 小结

第三章 竞选算法

3．1 引言

3．2 竞选算法的基本原理

3．3 竞选算法的特征

3．4 竞选算法的计算过程

3．5 影响竞选算法性能的因素

3．6 小结

第四章 基于竞选算法的旋转图像匹配

4．1 引言

4．2 位置匹配

4．2．1 位置匹配关键要素的设计

4．2．2 位置匹配的实现

4．3 角度匹配

4．3．1 角度匹配关键要素的设计

4．3．2 角度匹配的实现

4．4 基于竞选算法的旋转图像匹配方法在VC++中的实现

4．5 分组实验

4．5．1 匹配实验

4．5．2 对比实验

4．5．3 参数实验

4．6 小结

结论与展望

1 全文工作总结

2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢

附录