【正文】 價函數(shù)或者是距離函數(shù)的形式。由于傳感器噪聲、光照、目標(biāo)移動和變形、成像過程中視角改變或者環(huán)境的改變會使同一場景在不同條件下投影所得到的二維圖像會有很大的差異。 特 征 匹 配 是 指 通 過 分 別 提 取 兩 個 或 多 個 圖 像 的 特 征（ 點 、 線 、 面 等 特 征 ） ， 對 特 征 進(jìn) 行 參 數(shù) 描 述 ， 然 后 運 用 所 描 述 的 參 數(shù) 來 進(jìn) 行 匹 配的 一 種 算 法 [5]?；?度 匹 配 的 基 本 思 想 ： 以 統(tǒng) 計 的 觀 點 將 圖 像 看 成 是 二 維 信 號 ，北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）4采 用 統(tǒng) 計 相 關(guān) 的 方 法 尋 找 信 號 間 的 相 關(guān) 匹 配 。正因為圖像匹配應(yīng)用的廣泛性，新的要求和新的應(yīng)用逐步產(chǎn)生，使得圖像匹配算法的研究逐步加深，出現(xiàn)了快速、穩(wěn)定、魯棒性好的匹配算法因此，對現(xiàn)有匹配算法展開分析對幾實際工程提高圖像處理質(zhì)量和識別精度具有非常重要的意義。圖像匹配的研究涉及到多方面，包括圖像采集、圖像分割、圖像處理、特征提取等方面，并且與計算機(jī)視覺、多維信號處理和數(shù)值計算方法緊密結(jié)合。 圖像匹配就是找到兩幅不同圖像之間的空間位置關(guān)系。第 節(jié) 圖像匹配的概述 圖像匹配的概念 圖 像 匹 配 是 指 通 過 一 定 的 匹 配 算 法 在 兩 幅 或 多 幅 圖 像 之 間 識 別 同 名 點 ， 如 二維 圖 像 匹 配 中 通 過 比 較 目 標(biāo) 區(qū) 和 搜 索 區(qū) 中 相 同 大 小 的 窗 口 的 相 關(guān) 系 數(shù) ， 取 搜 索 區(qū)中 相 關(guān) 系 數(shù) 最 大 所 對 應(yīng) 的 窗 口 中 心 點 作 為 同 名 點 。它也是一些圖像分析技術(shù)的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在約40％的機(jī)器視覺應(yīng)用中需要用到圖像匹配技術(shù)，所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域從上述幾種應(yīng)用擴(kuò)大到工業(yè)檢測的地形匹配、光學(xué)和雷達(dá)的圖像跟蹤、工業(yè)流水線的白動監(jiān)控、工業(yè)儀表的自動監(jiān)控、資源分析、氣象預(yù)報、醫(yī)療診斷、交通管理、文字識別以及圖像檢索等。(1)醫(yī)學(xué)圖像診斷：腫瘤檢測、CT、MRI、PET 圖像結(jié)構(gòu)信息融合、數(shù)字剪影血管造影術(shù)等；(2)遙感數(shù)據(jù)分析：分類、定位和識別多譜段的場景信息、自然資源監(jiān)控、核生長監(jiān)控、市區(qū)增長監(jiān)控等；(3)模式識別：目標(biāo)物體運動跟蹤、序列圖像分析、穩(wěn)像、特征識別、簽名檢測等；北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）3(4)計算機(jī)視覺：三維重建、目標(biāo)定位、自動質(zhì)量檢測、虛擬現(xiàn)實等。 圖像匹配就是把具有同一場景的兩幅或多幅圖像在空間上對準(zhǔn)，進(jìn)而確定它們之間變換關(guān)系的過程，這些圖像可能是在不同時間、用不同傳感器、從不同視角拍攝下來的。 總的來說圖像匹配就是找到兩幅不同圖像之間的空間位置關(guān)系。(4) 數(shù) 字 圖 像 處 理 還 應(yīng) 用 于 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 的 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 檢 測 、 生 產(chǎn) 過 程 的 自 動 控 制 、計 算 機(jī) 輔 助 設(shè) 計 與 制 造 、 醫(yī) 學(xué) 和 農(nóng) 業(yè) 等 各 個 方 面 。 遙 感 圖 像 需 要 用 圖 像 處 理 技 術(shù) 加 工 處 理 并 提取 有 用 的 信 息 。(2) 軍 事 、 公 安 、 檔 案 等 其 它 方 面 的 應(yīng) 用 軍 事 目 標(biāo) 的 偵 察 、 制 導(dǎo) 和 警 戒 系 統(tǒng) 、自 動 火 器 的 控 制 及 反 偽 裝 ； 公 安 部 門 的 現(xiàn) 場 照 片 ； 指 紋 、 手 跡 、 印 章 、 人 像 等 的進(jìn) 一 步 處 理 和 辨 識 ； 歷 史 文 字 和 圖 片 檔 案 的 修 復(fù) 和 管 理 ； 以 及 其 它 方 面 圖 像 信 息的 顯 示 、 記 錄 、 處 理 和 文 字 自 動 識 別 等 。數(shù)字圖像的特點決定了其靈活性，并且以強(qiáng)大的功能成為現(xiàn)階段圖像處理技術(shù)的主流。數(shù)字圖像是用二進(jìn)制來表示圖像的，是離散的數(shù)據(jù)集，可以通過數(shù)碼相機(jī)等數(shù)字設(shè)備來獲取。其主要過程主要借助各種設(shè)備對圖像進(jìn)行加工處理。圖像可以分為模擬圖像和數(shù)字圖像之分。第 節(jié) 課 題 的 研 究 背 景當(dāng)今社會是信息社會，各種媒體各種工具相互交存于社會的方方面面，而圖像在其中又占據(jù)了極其重要的地位。簡單地說，圖像匹配就是找到兩幅不同圖像之間的空間位置關(guān)系。 圖像匹配技術(shù)是數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的一項重要研究，并已在計算機(jī)視覺、虛擬現(xiàn)實場景生成、航空航天遙感測量、醫(yī)學(xué)影像分析、光學(xué)和雷達(dá)跟蹤、景物制導(dǎo)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 數(shù) 字 圖 像 處 理 的 發(fā) 展 從 20世 紀(jì) 20年 代初 的 應(yīng) 用 于 改 善 倫 敦 和 紐 約 之 間 海 底 電 纜 發(fā) 送 的 圖 片 質(zhì) 量 ， 到 20世 紀(jì) 70年 代 圖 像處 理 主 要 和 模 式 識 別 及 圖 像 理 解 系 統(tǒng) 的 研 究 相 聯(lián) 系 。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）I基于特征的圖像匹配算法畢業(yè)論文目錄前 言 ..................................................................................................................1第 1 章 緒論 ......................................................................................................2第 節(jié) 課 題 的 研 究 背 景 ..........................................................................2第 節(jié) 圖像匹配的概述 ............................................................................4 圖像匹配的概念 .................................................................................4 影 響 圖 像 匹 配 的 主 要 因 素 .............................................................5第 節(jié) 圖 像 匹 配 的 研 究 現(xiàn) 狀 ..................................................................5第 2 章 圖像匹配的幾種算法 ..........................................................................7第 節(jié) 基于像素灰度相關(guān)的匹配算法 ...................................................7第 節(jié) 基于特征的匹配算法 ....................................................................9 特征點的描述 ...................................................................................10 特 征 點 的 提 取 算 法 ........................................................................11第 節(jié) 基于邊 緣特征的匹配算法 ..........................................................13 Roberts 邊緣檢測算子 .................................................................13 Sobel 邊緣檢測算子 ......................................................................13 Prewitt 邊緣檢測算子 ..................................................................14 Canny 邊緣檢測算子 ...................................................................14第 節(jié) 基于其它理論的圖像匹配 ..........................................................16 基于小波變換的圖像匹配算法 .......................................................16 其它理論的圖像匹配 .......................................................................18第 3 章 基于灰度的圖像匹配仿真 ..............................................................20北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）II第 節(jié)基于灰度圖象匹配 ........................................................................20第 節(jié) 灰度圖像模板圖的獲取和匹配仿真 ..........................................21第 節(jié) 灰度圖像旋轉(zhuǎn)后匹配仿真 ..........................................................23第 節(jié) 灰度圖像加噪后的匹配仿真 ......................................................24第 4 章 基于邊緣圖像特征的匹配仿真 ........................................................27第 節(jié)基于邊緣圖像特征的匹配 ............................................................27第 節(jié) 基于邊緣特征的圖像匹配理想情況下的仿真 ..........................28第 節(jié) 加入噪聲后基于邊緣特征的圖像匹配的仿真 ..........................30第 節(jié) 基于邊緣圖像旋轉(zhuǎn)后的匹配仿真 ..............................................32第 5 章 基于一階特征點的圖像匹配仿真 ....................................................33第 節(jié) 一階特征點的定義 ......................................................................33第 節(jié) 一階特征點的尋找與匹配仿真 ..................................................35第 節(jié) 加入噪聲的一階特征點圖像匹配仿真 ......................................38第 節(jié) 旋轉(zhuǎn)后的一階特征點匹配仿真 ..................................................39結(jié)論 ..................................................................................................................41參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................42致謝 ..................................................................................................................44北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1第 1 章 緒論數(shù) 字 圖 像 處 理 是 通 過 計 算 機(jī) 對 圖 像 進(jìn) 行 去 除 噪 聲 、 增 強(qiáng) 、 復(fù) 原 、 分 割 、 提 取特 征 等 處 理 的 方 法 和 技 術(shù) 。 數(shù) 字 圖 像 處 理 的 產(chǎn) 生 和 迅 速 發(fā) 展 主 要 受 三 個 因 素 的 影響 ： 一 是 計 算 機(jī) 的 發(fā) 展 ； 二 是 數(shù) 學(xué) 的 發(fā) 展 ； 三 是 廣 泛 的 農(nóng) 牧 業(yè) 、 林 業(yè) 、 環(huán) 境 、 軍事 、 工 業(yè) 和 醫(yī) 學(xué) 等 方 面 的 應(yīng) 用 需 求 的 增 長 。 發(fā) 展 到 現(xiàn) 在 ， 數(shù) 字 圖 像 處 理已 從 一 個 專 門 的 研 究 領(lǐng) 域 變 成 了 科 學(xué) 研 究 和 人 機(jī) 界 面 中 的 一 種 普 遍 應(yīng) 用 的 工 具 。圖像匹配是圖像處理的一個基本問題。對同一物體或場景使用不同的傳感器、在不同的光照條件下以不同的攝像位置和視角獲得的圖像一般都會不同，其差異可能表現(xiàn)為不同的分辨率、不同的灰度屬性、不同的位置平移和旋轉(zhuǎn)、不同的大小縮小和放大、以及其他的非線性變化部分物體被遮擋等。圖像具有包含信息量大、直觀、容易理解以及吸引人注意等優(yōu)點，是人們感知和認(rèn)識外部的重要載