基于改进SURF算法的移动目标实时图像配准方法研究

巨刚; 袁亮; 刘小月; 岳昊恩

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017020

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基于改进SURF算法的移动目标实时图像配准方法研究

学术通信 | 更新时间：2024-06-05

- 基于改进SURF算法的移动目标实时图像配准方法研究
- Study on mobile target real-time image registration based on improved SURF algorithm
- 通信学报 2017年38卷第1期页码：177-186
- 作者机构：
  
  新疆大学机械工程学院，新疆乌鲁木齐 830047
- 作者简介：
  
  [ "巨刚（1989-），男，陕西咸阳人，新疆大学硕士生，主要研究方向为图像处理、视觉图像跟踪。" ]
  [ "袁亮（1972-），男，新疆乌鲁木齐人，博士，新疆大学教授、博士生导师，主要研究方向为机器人视觉、图像处理。" ]
  [ "刘小月（1990-），女，陕西咸阳人，新疆大学硕士生，主要研究方向为流体动力学。" ]
  [ "岳昊恩（1994-），男，湖北武穴人，新疆大学硕士生，主要研究方向为图像处理、视觉图像跟踪。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(31460284);国家自然科学基金资助项目(61262059);国家自然科学基金资助项目(61662075);新疆自治区科技支疆基金资助项目(201591102);乌鲁木齐市人才工程计划基金资助项目(P151010006)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2017020
  中图分类号： TN911.73
- 网络出版日期：2017-01，
  
  纸质出版日期：2017-01-25
- 稿件说明：
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巨刚, 袁亮, 刘小月, 等. 基于改进SURF算法的移动目标实时图像配准方法研究[J]. 通信学报, 2017,38(1):177-186.

Gang JU, Liang YUAN, Xiao-yue LIU, et al. Study on mobile target real-time image registration based on improved SURF algorithm[J]. Journal on communications, 2017, 38(1): 177-186.
巨刚, 袁亮, 刘小月, 等. 基于改进SURF算法的移动目标实时图像配准方法研究[J]. 通信学报, 2017,38(1):177-186. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2017020.

Gang JU, Liang YUAN, Xiao-yue LIU, et al. Study on mobile target real-time image registration based on improved SURF algorithm[J]. Journal on communications, 2017, 38(1): 177-186. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2017020.

摘要

针对目标在移动过程中实时视觉图像特征点提取与配准的不稳定性，提出一种多算法融合的改进配准方法。首先，采用双边滤波、Canny边缘检测及形态学处理方法得到具有较强顽健性特征的边缘周边检测区域并基于离散Gaussian-Hermite矩对SURF算法中的Hessian矩阵进行修正，重新定义特征描述向量，同时采用肯德尔系数对配准的特征点进行约束。其次，通过融合光谱辐射颜色不变量模型及I_SURF算法对实时视觉彩色图像进行配准。最后，将改进算法与目标自适应更新算法相结合，实现了移动目标在室内环境中的实时匹配。实验结果表明，在不同旋转尺度下，改进算法的静态图像配准较SURF算法具有较高配准精度，移动图像特征点提取及配准数量的稳定性达到97%以上。

Abstract

For the unstability of the real-time visual image characteristic point extraction and matching for the mobile target

an improved registration method of the multiple algorithm-fusion was introduced.Firstly

the method of bilateral filtering

Canny edge detection and morphological processing

was adopted to get the more robust image's edge map.And the founded points were limited in this edge map

then the Hessian matrix of SURF based on the discrete Gaussian-Hermite moment was modified.The character description vector was redefined in the algorithm.Following the above analysis

the Kendall coefficient constraint was discussed in image matching characteristic points.Secondly

the spectral radiant color invariant model and the I_SURF algorithm were used to match the real-time color image.Finally

the improved algorithm was combined with the update algorithm of adaptive target to match the mobile target in indoor environment.The experimental results show that the static image registration accuracy of the improved algorithm is higher than that of the SURF algorithm

and also the stability of the mobile image feature points extraction and the registration number have achieved over 97% under different rotating scales.

关键词

Keywords

references

BAY H , ESS A , TUYTELAARS T , et al . Speeded-up robust features(SURF) [J ] . Computer Vision and Image Understanding , 2008 , 110 ( 3 ): 346 - 359 .

吴一全 , 沈毅 , 陶飞翔 . 基于 NSCT 和 SURF 的遥感图像匹配 [J ] . 遥感学报 , 2014 , 18 ( 3 ): 618 - 629 .

WU Y Q , SHEN Y , TAO F X . Remote sensing image matching based on non-subsampled contourlet transform and speed up robust features [J ] . Journal of Remote Sensing , 2014 , 18 ( 3 ): 618 - 629 .

蒋淑静 , 黑保琴 , 张九星 , 等 . 基于 PDE 的自适应各向异性图像配准方法研究 [J ] . 通信学报 , 2013 , 34 ( 5 ): 192 - 199 .

JIANG S J , HEI B Q , ZHANG J X , et al . Research on PDE-based adaptive anisotropic image registration [J ] . Journal on Communications , 2013 , 34 ( 5 ): 192 - 199 .

丁南南 , 刘艳滢 , 张叶 , 等 . 基于SURF-DAISY算法和随机KD树的快速图像配准 [J ] . 光电子:激光 , 2012 ,( 7 ): 1395 - 1402 .

DING N N , LIU Y Y , ZHANG Y , et al . Fast image registration based on SURF-DAISY algorithm and randomized KD trees [J ] . Journal of optoelectronics:laser , 2012 ,( 7 ): 1395 - 1402 .

谢雨来 , 李醒飞 , 吕津玮 , 等 . 基于 SURF 算法的水下图像实时配准方法 [J ] . 计算机辅助设计与图形学学报 , 2010 ( 12 ): 2215 - 2220 .

XIE Y L , LI X F , LV J W , et al . Underwater images real-time registration method based on SURF [J ] . Journal of Computer-Aided Design ＆Computer Graphics , 2010 ( 12 ): 2215 - 2220 .

闫自庚 , 蒋建国 , 郭丹 . 基于SURF特征和Delaunay三角网格的图像匹配 [J ] . 自动化学报 , 2014 , 40 ( 6 ): 1216 - 1222 .

YAN Z G , JANG J G , GUO D . Image matching based on SURF feature and delaunay triangular meshes [J ] . Acta Automatica Sinica , 2014 , 40 ( 6 ): 1216 - 1222 .

蔡佳 , 黄攀峰 . 基于改进SURF和P-KLT算法的特征点实时跟踪方法研究 [J ] . 航空学报 , 2013 , 34 ( 5 ): 1204 - 1214 .

CAI J , HUANG P F . Research of a real-time feature point tracking method based on the combination of improved SURF and P-KLT algorithm [J ] . Acta Aeronautica ET Astronautica Sinica , 2013 , 34 ( 5 ): 1204 - 1214 .

张子龙 , 薛静 , 乔鸿海 , 等 . 基于改进 SURF 算法的交通视频车辆检索方法研究 [J ] . 西北工业大学学报 , 2014 ( 2 ): 297 - 302 .

ZHANG Z L , XUE J , QIAO H H , et al . The vehicle retrieval methods of traffic video based on improved SURF algorithm [J ] . Journal of Northwestern Polytechnical University , 2014 ( 2 ): 297 - 302 .

WONG D R , HAYES M P , BAINBRIDGE S A . IMU-aided SURF feature matching for relative pose estimation [C ] // Image ＆ Vision Computing New Zealand,International Conference . 2010 : 1 - 6 .

GOH K M , MOKJI M M , ABUBAKAR S A R . Improved rotational matching of SIFT and SURF [J ] . Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering , 2012 ,8334:83341.

YANG K . Missile placement analysis based on improved SURF feature matching algorithm [J ] . Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering , 2015 ,9443.

YANG B , DAI M . Image analysis by Gaussian-Hermite moments [J ] . Signal Processing , 2011 , 91 ( 10 ): 2290 - 2303 .

HOSNY K M . Fast computation of accurate Gaussian-Hermite moments for image processing applications [J ] . Digital Signal Processing , 2012 , 22 ( 3 ): 476 - 485 .

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