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数字摄影测量中最小二乘影像匹配的探讨与研究

作　者: 任瑞杰
导　师: 全斌
学　校: 西安科技大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 影像匹配最小二乘影像匹配点特征相关系数
分类号: P231.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

影像匹配作为图像处理领域的重要技术之一，是当前摄影测量学与计算机视觉领域的重要课题，它被广泛应用于矿产研究、医用人体影像配准、个人指纹识别、雷达跟踪监测、无人机导航探测等领域。现阶段影像匹配的研究越来越多，它的精度已经达不到许多工作的要求，最小二乘影像匹配由于它的高精度受到广泛关注。本文是在参与研发地面摄影测量系统的最小二乘影像匹配的模块的情况下，通过研究核线影像生成、点特征提取、影像匹配和最小二乘影像匹配的各种算法，采用相关系数算法实现最小二乘影像匹配，使得影像可以达到子像素级。本文根据原始影像的特点，选择了基于数字纠正的核线影像生成方法，研究了点特征提取算法以便于提供影像匹配的数据，在论文中分析了常用的Harris算子、Moravec算子和Forstner算子并进行比较，分析各个算子的优点和缺点，选取Harris算子提取特征点来作为影像匹配数据源。此外，在使用相关系数算法进行影像匹配和最小二乘影像匹配时，分析了影像的纹理信息、搜索窗口的大小和阈值的选择对于匹配结果的影响，尽可能使得影像的匹配效率更高，匹配结果更好。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
1 绪论  6-11
  1.1 研究背景  6-7
  1.2 影像匹配现状  7-8
  1.3 最小二乘影像匹配研究现状  8-9
  1.4 本文研究目的与意义  9
  1.5 本文组织结构  9-11
2 核线影像生成  11-19
  2.1 同名核线的确定  11-15
    2.1.1 基于数字纠正的核线影像生成  12-14
    2.1.2 基于核线方程（共面条件）的核线影像生成  14-15
  2.2 核线的排列与重采样  15-17
  2.3 实验结果  17-18
  2.4 小结  18-19
3 点特征提取方法  19-31
  3.1 引言  19
  3.2 点特征提取算子  19-20
  3.3 Harris 算子  20-22
    3.3.1 算法讨论  20-21
    3.3.2 测试图像实验结果和结果分析  21-22
  3.4 Moravec 算子  22-26
    3.4.1 算法讨论  22-25
    3.4.2 实验图像测试结果与分析  25-26
  3.5 Forstner 算子  26-30
    3.5.1 算法讨论  26-29
    3.5.2 实验图像测试结果与分析  29-30
  3.6 三种算子的比较  30
  3.7 本章小结  30-31
4 影像粗匹配  31-47
  4.1 引言  31
  4.2 影像匹配算法介绍  31-32
  4.3 影像匹配基本原理  32-36
    4.3.1 匹配基元的选择  32-33
    4.3.2 制定匹配策略  33-34
    4.3.3 引入约束条件  34
    4.3.4 选定影像匹配方法（确定相关测度）  34-36
  4.4 相关测度  36-41
    4.4.1 相关积测度（相关函数测度）  37-39
    4.4.2 协方差函数测度（矢量投影）  39-40
    4.4.3 相关系数测度（矢量夹角）  40-41
  4.5 影像匹配精度  41-43
  4.6 实验图像测试与分析  43-46
  4.7 本章小结  46-47
5 最小二乘影像匹配  47-57
  5.1 引言  47
  5.2 最小二乘法影像匹配原理  47-50
    5.2.1 仅考虑辐射线性畸变的最小二乘匹配  48-49
    5.2.2 仅考虑影像相对移位的最小二乘匹配  49-50
  5.3 单点最小二乘影像匹配  50-53
  5.4 最小二乘影像匹配的精度  53-55
  5.5 实验图像测试结果与分析  55-57
6 结论与展望  57-58
  6.1 总结  57
  6.2 不足与展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-60

数字摄影测量中最小二乘影像匹配的探讨与研究

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