基于灰度的图像匹配方法研究

基于图像匹配的导航和其它导航方法组成的组合导航系统具有更高的精度和可靠性。本文研究了应用于飞行器导航制导的图像匹配算法,通过分析比较几种传统的灰度匹配算法,提出以改进的去均值归一化灰度相关相法(NNPROD)作为主要相似性度量的小波分层匹配方法,并通过实验验证了这一方法的可行性。论文的研究内容包括: 1) 介绍图像匹配的基本理论,包括图像匹配的概念、数学描述、匹配流程、匹配相似度、图像匹配的研究内容以及现有的匹配算法、影响匹配性能的因数。 2) 讨论匹配预处理问题。灰度失真、噪声、几何失真等误差因数会影响匹配性能,本文给出了相对应的处理方法。由于大的几何失真图像可利用飞行器本身信息进行几何校正,所以本文的研究都是基于小的几何失真这一假设的,并且利用不变矩特征来减小这种失真。 3) 比较几种基于灰度的匹配算法,结合实验分析它们各自的优缺点,并且对其中NNPROD的计算方法进行改进,减小计算量。 4) 阐述小波变换的基本理论,利用小波多分辨率的特性对图像进行分层匹配,对小波匹配中的若干问题进行详细的阐述。实验结果表明在存在噪声、小的几何失真和灰度失真的情况下本文给出的以改进NNPROD作为主要相似性度量的小波分层匹配方法取得了良好的匹配效果。