基于SIFT算法的图像快速匹配系统设计

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:skynet0079
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随着科学技术的不断发展,图像匹配在人类的生产生活中扮演的角色越来越重要。图像匹配即是通过对影像内容、结构、特征、纹理、关系及灰度等的对应关系、一致性和相似性的分析,快速寻求相似影像目标的方法。图像匹配技术涉及到的应用领域非常广泛,如工业检测、飞机导航、地形匹配、武器投射系统的制导、气象预报、资源分析、交通管理、医疗诊断、文字识别等等,并在各个领域中都体现出了它的核心作用。本文基于SIFT算法和KD_TREE数据结构,首次提出了图像快速匹配系统的概念,并进行了详细的系统设计和模块划分,实现了系统的功能设计和逻辑划分,同时实现了多张图片的同步匹配,对图像快速匹配的研究具有重要意义。SIFT(Scale-invariant feature transform)算法在1999年由D.G.Lowe提出,并在2004年得到了完善和总结。SIFT算法对于图像的尺度和旋转保持不变性,对视角变换、噪声等也保持一定程度的稳定性,因此,它可以对图像的特征点进行很好的提取。在已有的相关研究中,研究重点基本上都集中在对单张图片特征点的提取算法上,比如SIFT算子、SUSAN算子、Harris算子以及GLOH、SURF等基于SIFT的特征点提取改进算法。甚至在有些论文中,将特征点匹配的相关研究也一并放在SIFT算法里。本文在SIFT算法的基础上提出了一种利用KD_TREE数据结构对图像特征向量进行存取图像快速匹配系统设计,对图片特征点的提取和匹配进行了功能模块设计和实现,同时,从整体上对系统的实现流程进行了详细设计和说明,最终实现了对多张图片的同步匹配功能,并在很大程度上降低了系统开销,提高了系统的匹配效率。本文将匹配系统划分为四个功能模块,并分别进行命名,即特征向量参数管理(FVPM)模块、特征向量数据管理(FVDM)模块、特征向量提取算法(FVEA)模块、特征向量匹配算法(FVMA)模块。FVPM模块主要负责系统参数设定,FVDM模块主要负责对提取出来的特征向量进行存取,FVEA模块主要负责对图片中的特征点进行提取,FVMA模块主要负责对图片的特征向量进行匹配。系统一方面实现对源文件夹的学习功能,另一方面实现对待匹配图片的匹配功能。文章最后对系统进行了测试,得到了测试结果,并对测试结果进行了分析,基本实现了系统设计的功能。
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