基于图像灰度的模板匹配方法

基于图像灰度的模板匹配方法

图像匹配技术是数字图像信息处理和计算机视觉领域中

的—个基本问题，并在卫星遥感、空间飞行器的自动导航、武器

投射系统的末制导和寻的、光学和雷达的图像目标跟踪、地球

资源分析与检测、气象预报、医疗诊断、文字读取以及景物分析

中的变化检测等许多领域中得到广泛应用㈣。

一般来说，由于图像在不同时间、不同传感器、不同视角获得的成像条件不同，因此即使是对同一物体，在图像中所表现出来的几何特性、光学特性、空间位置都会有很大的不同，如果考虑到噪声、干扰等影响会使图像发生很大差异，

图像匹配就是通过这些不同之处找到它们的相同点。

图像匹配算法主要分为两类口：一类是基于灰度匹配的方

法；另一类是基于特征匹配的方法。前者主要用空间的一维或

二维滑动模板进行图像匹配，不同算法的区别主要在模板及相

关准则的选择方面，这类方法一般匹配率高，但计算量大，速度

较慢；后者则通过在原始图像中提取点、线、区域等显著特征作

为匹配基元，进而用于特征匹配，一般匹配速度较陕，但匹配精

度不一定高。

1.概念解释：

①数字图像:数字图像是由被称做像素的小块区域组成的二维像素矩阵。一般把图像分成3种形式：单色图像，灰度图像和彩色图像。

②像素：表示图像颜色的最小单位

③灰度图像：灰度图是指只含亮度信息，不含色彩信息的图像，就像平时看到的黑白照片：亮度由暗到明，变化是连续的。灰度图的每个像素的亮度用一个数值来表示，通常数值范围在0—255之间，即可用一个字节来表示，0表示黑，255表示白，而其他表示灰度。

④点阵图:显示器的屏幕由可以发光的像素点组成. 并且从几何位置看, 所用这

些像素点构成一个矩形的阵列.利用计算机控制各像素点按我们指定的要求发光,

就构成了我们需要的图形.这种方式构成的图形我们可称之为点阵图形.

⑤点阵图形的坐标系统：各像素点有一个坐标唯一指定了它的位置.如果点阵图形的大小是N ×M, 那么它的点阵共有M 行N 列, 每个像素点的位置就由它所在的行和列的位置所唯一确定. 这个行和列的位置就给出了点阵图形的坐标系统. 按照前面的顺序, 第m 行, 第n 列的像素点顺序数就是m+(n-1)N.反之, 顺序数为s 的像素点在第s Mod N 行, 第Int(s/N ) + 1列, 这里的s Mod N 是s 除以N 后的余数, Int( s/N ) 是s/N 的整数部分.需要注意的是第m 行, 第n 列的像素点的坐标可能不是(m; n), 而是(m-1; n-1). 这是因为有时为了在计算机中处理的方便, 像素点的行列的排序不是从1, 而是从0开始的. 我们常用的显示器的像素坐标就是如此.

2．数字图像匹配算法设计：

在此软件中我采用了两种图像匹配算法：①基于灰度的模板匹配算法②基于灰度的快速匹配算法。由于各种各样的原因如(成象条件的差异)图象预处理，引入的误差等，参与图象匹配的模板与潜在的匹配子图象间通常存在着程度不同的不一致，因此根据模板在一幅陌生图象中检测出潜在的匹配对象并得出它在图象中的位置是一件复杂的工作。

⑴基于灰度的摸版匹配算法

模板匹配是指用一个较小的图像，即模板与源图像进行比较，以确定在源图像中是否存在与该模板相同或相似的区域，若该区域存在，还可确定其位置并提取该区域。

模板匹配常用的一种测度为模手术台与源图像对应区域的误差平方和。设f(x,y)为M ×N 的源图像，t(j,k)为J ×K(J ≤M,K ≤N)的模板图像,则误差平方和测度定义为:

11

2

00(,)[(,)(,)]J K j k D x y f x j y k t j k --===+

+-∑∑ 由上式展开可得:

111111

22

0000(,)[(,)]2(,)(,)[(,)]J K J K J K j k j k j k D x y f x j y k t j k f x j y k t j k ------=====+

+-?+++∑∑∑∑∑∑令

11

200

(,)[(,)]J K j k D S x y f x j y k --===+

+∑∑

1100(,)2[(,)(,)]J K j k D ST x y t j k f x j y k --===?+

+∑∑ 11200

(,)[(,)]J K j k D T x y t j k --===∑∑

DS(x,y)称为源图像中与模板对应区域的能量，它与像素位置（x,y ）有关，

但随像素位置（x,y ）的变化，DS(x,y)变化缓慢。DST(x,y)模板与源图像对应区域的互相关，它随像素位置（x,y ）的变化而变化，当模板t(j,k)和源图像中对应区域相匹配时取最大值。DT(x,y)称为模板的能量，它与图像像素位置(x,y)无关，只用一次计算便可。显然，计算误差平方和测度可以减少计算量。

基于上述分析，若设DS(x,y)也为常数，则用DST(x,y)便可进行图像匹配，当DST(x,y)取最大值时，便可认为模板与图像是匹配的。但假设DS(x,y)为常数会产生误差，严重时将无法下确匹配，因此可用归一化互相关作为误差平方和测度，其定义为：

11

(,)(,)(,)J K t j k f x j y k R x y --?+

+=∑∑

下图给出了模板匹配的示意图，其中假设源图像f(x,y)和模板图像t(k,l)的原点都在左上角。对任何一个f(x,y)中的(x,y),根据上式都可以算得一个R(x,y).当x 和y 变化时，t(j,k)在源图像区域中移动并得出R(x,y)所有值。R(x,y)的最大值指出了与t(j,k)匹配的最佳位置，若从该位置开始在源图像中取出与模板大小相同的一个区域，便可得到匹配图像。

基于特征的图像匹配算法毕业设计论文(含源代码)

诚信声明 本人声明： 我所呈交的本科毕业设计论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：日期：2010 年05 月20日

毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 学院：专业：班级： 学生指导教师（含职称）：专业负责人： 1．设计（论文）的主要任务及目标 (1) 了解图象匹配技术的发展和应用情况，尤其是基于特征的图象匹配技术的发展和应用。 (2) 学习并掌握图像匹配方法，按要求完成算法 2．设计（论文）的基本要求和内容 （1）查阅相关中、英文文献，完成5000汉字的与设计内容有关的英文资料的翻译。（2）查阅15篇以上参考文献，其中至少5篇为外文文献，对目前国内外图象匹配技术的发展和应用进行全面综述。 （3）学习图象匹配算法，尤其是基于特征的图象匹配算法。 （4）实现并分析至少两种基于特征的图象匹配算法，并分析算法性能。 3．主要参考文献 [1]谭磊, 张桦, 薛彦斌．一种基于特征点的图像匹配算法[J]．天津理工大学报，2006， 22(6)，66-69． [2]甘进，王晓丹，权文．基于特征点的快速匹配算法[J]．电光与控制，2009，16(2)， 65-66． [3]王军，张明柱．图像匹配算法的研究进展[J]．大气与环境光学学报，2007，2(1)， 12-15．

利用DSP实现图像的灰度处理

实验17、利用DSP实现图像的灰度处理 一、实验目的 1.了解图像灰度处理基本原理和方法。 2.熟悉视频采集与显示的运行过程。 3.掌握图像数据在内存中的存储方式，掌握内存地址与屏幕坐标的对应关系。 4.掌握利用DM642实现图像的灰度处理的方法。 二、实验内容 在实验16的基础上，自行设计图像灰度处理的算法程序，加入到视频显示程序中。要求实现灰度显示的区域为一个带黑框的矩形部分，该矩形在显示器屏幕中的位置为：X坐标范围（190~530），Y坐标范围（118~458）；黑色边框为6个像素宽度。如图1所示。 Y 图1 视频显示示意图 三、实验原理 1.灰度处理算法 灰度图（Gray-scale Image）是指将图像按照灰度等级的数目来划分后形成的图像。灰度模式最多使用256级灰度来表现图像，图像中的每一个像素有一个0~255之间的亮度值，0表示黑色，255表示白色。 在RGB色彩空间中，当R、G、B各分量相等时，即呈现为灰度图。 对YUV编码的图像来说，转换为RGB的表达式如下： R=Y+1.370705*(V-0.5) G=Y-0.698001*(V-0.5)-0.337633*(U-0.5)

B=Y+1.732446*(U-0.5) 从上式可以很容易得到，当V=U=0.5时，R=G=B。由于本实验中Y、U、V采用8位无符号数格式，所以0.5转换为8位无符号数格式即为128（0x80）。 因此，对YUV图像来说，将Cb、Cr分量设置为0x80，Y分量保留，即能实现灰度图。 2.数据在内存中的存放 为了保证DSP的数据处理速度，我们应在内存中开辟三个数据缓冲区：采集缓冲区、数据处理缓冲区、显示缓冲区。 我们在主程序中已经定义了这三个数据缓冲区，每个缓冲区的大小均为一帧图像的大小（720*576，每帧576行，每行720个像素）。 其中，采集缓冲区为：capChaAYSpace[720*576]、capChaACbSpace[360*576]、capChaACrSpace[360*576] 数据处理缓冲区为： tempYbuffer[720*576]、tempCbbuffer[360*576]、tempCrbuffer[360*576] 显示缓冲区为： disChaAYSpace[720*576]、disChaACbSpace[360*576]、disChaACrSpace[360*576] 从以上定义可以看出，每个数据缓冲区都包含了3个子缓冲区，分别存放Y、Cr、Cb，这是因为VP口自动地将解码器中的BT.656数据流分解为了Y、Cr、Cb三个单独数据流。同时，由于解码器中BT.656数据流采用了YUV4:2:2格式，数据流顺序为Cb-Y-Cr-Y-Cb-Y-Cr-Y-…，即每两个Y分量公用一个Cb和Cr分量。所以，Cb和Cr的缓冲区大小是Y的一半。 此外，还要特别提醒的是，图像的采集是分奇偶场采集的，即一帧图像包含两场数据。采集时，先采集奇场，奇场的数据存放在数据缓冲区的前半部，接下来采集的偶场数据存放在缓冲区的后半部。 3.屏幕坐标与内存地址的对应关系 在数据处理时，应特别注意数据显示在屏幕上的坐标与它们在内存中的地址之间的关系。 由于图像的采集分为奇偶场采集，因此对像素处理时一般需要分奇行和偶数行处理。注意：采集奇场图像时，对应的是偶数行；采集偶场图像时，对应的是奇数行。 假设某个数据显示在屏幕上的坐标为（PosX，PosY），其在某个数据缓冲区的地址为

基于MATLAB的彩色图像灰度化处理

目录 第1章绪论............................................................................................................................ - 1 - 第2章设计原理.................................................................................................................... - 2 - 第3章彩色图像的灰度化处理............................................................................................ - 3 - 3.1加权平均法 .. (3) 3.2平均值法 (3) 3.3最大值法 (4) 3.4举例对比 (5) 3.5结果分析 (6) 第4章结论.......................................................................................................................... - 8 - 参考文献....................................................................................................... 错误！未定义书签。附录............................................................................................................................................ - 9 -

目标跟踪相关研究综述

Artificial Intelligence and Robotics Research 人工智能与机器人研究, 2015, 4(3), 17-22 Published Online August 2015 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/81382223.html,/journal/airr https://www.sodocs.net/doc/81382223.html,/10.12677/airr.2015.43003 A Survey on Object Tracking Jialong Xu Aviation Military Affairs Deputy Office of PLA Navy in Nanjing Zone, Nanjing Jiangsu Email: pugongying_0532@https://www.sodocs.net/doc/81382223.html, Received: Aug. 1st, 2015; accepted: Aug. 17th, 2015; published: Aug. 20th, 2015 Copyright ? 2015 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.sodocs.net/doc/81382223.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Object tracking is a process to locate an interested object in a series of image, so as to reconstruct the moving object’s track. This paper presents a summary of related works and analyzes the cha-racteristics of the algorithm. At last, some future directions are suggested. Keywords Object Tracking, Track Alignment, Object Detection 目标跟踪相关研究综述 徐佳龙 海军驻南京地区航空军事代表室，江苏南京 Email: pugongying_0532@https://www.sodocs.net/doc/81382223.html, 收稿日期：2015年8月1日；录用日期：2015年8月17日；发布日期：2015年8月20日 摘要 目标跟踪就是在视频序列的每幅图像中找到所感兴趣的运动目标的位置，建立起运动目标在各幅图像中的联系。本文分类总结了目标跟踪的相关工作，并进行了分析和展望。

基于灰度的图像配准matlab源程序

function [I_SSD,I_NCC]= template_matching(T,I) %图像配准 % [I_SSD,I_NCC]= template_matching(T,I) % 输入：T-模板 I-输入的原始图像 % I_SSD采用像素差平方和法（SSD）的匹配结果 % I_NCC采用标准化互相关匹配法的匹配结果 % 将图像转换为双精度型 T=double(T);I=double(I); if(size(T,3)==3) %如果是彩色图像，则按照彩色图像匹配方法 [I_SSD,I_NCC]= template_matching_color(T,I); else %如果是灰度图像，则按照灰度图像匹配方法进行匹配 [I_SSD,I_NCC]= template_matching_gray(T,I); end function [I_SSD,I_NCC]= template_matching_color(T,I) %子函数 %功能：对彩色图像进行匹配子函数，其核心原理是从R、G、B三个子色调进行匹配 [I_SSD_R,I_NCC_R]= template_matching_gray(T(:,:,1),I(:,:,1)); [I_SSD_G,I_NCC_G]= template_matching_gray(T(:,:,2),I(:,:,2)); [I_SSD_B,I_NCC_B]= template_matching_gray(T(:,:,3),I(:,:,3)); %融合三次匹配结果 [I_SSD]=(I_SSD_R+I_SSD_G+I_SSD_B)/3; [I_NCC]=(I_NCC_R+I_NCC_G+I_NCC_B)/3; function [I_SSD,I_NCC]= template_matching_gray(T,I) %子函数 %功能：对灰度图像进行匹配子函数 T_size=size(T);I_size=size(I); outsize=I_size + T_size -1; %在频域内进行相关计算 if(length(T_size)==2) FT=fft2(rot90(T,2),outsize(1),outsize(2)); FI=fft2(I,outsize(1),outsize(2)); Icorr=real(ifft2(F1.*FT)); else FT=fftn(rot90_3D(T),outsize); FI=fftn(I,outsize); Icorr=real(ifftn(FI.*FT)); end LocalQSumI=local_sum(I.*I,T_size);

关于各种图像匹配方法的报告

关于各种图像匹配方法的报告 图像匹配方法，大致可以分为三类：基于特征点、灰度分布和频域。本文的主要工作就是研究这三类图像匹配方法，分析各种方法的优缺点，其中重点研究了基于特征的匹配方法。注：为了控制篇幅，本报告只对相关算法进行了很简单的叙述，故附有两个文件夹，文件夹“报告相关文档”相对详细地叙述了各算法（节号相对应）。如果还不够详细、清楚，可参照文件夹“References”。 1、基于特征点匹配方法 1.1 SUSAN 特征点算法 SUSAN算法的基本原理是通过以一个点为中心的局部区域内亮度值的分布情况来判断平滑区域、边缘及角点。如图1所示，一个在图像上移动的圆形模板，模板的中心称为核心，它的位置有以下五种形式。图像一定区域的每个像素的亮度值与核心点的亮度值相比较，把比较结果相似或相同的点组成的区域叫做USAN（单值分割相似核心）。USAN区域含有图像在某个局部区域的结构信息，而大小反映了图像局部特征的强度。 SUSAN算子使用的是圆形模板来进行角点探测，一般使用模板的半径为3-4个像元，模板在图像上滑动，在每一个位置求亮度相似比较函数，并计算合计值，就得到了USAN区域的面积，而后再跟一个给定阈值进行比较。计算重心求出核

到重心的距离，对应正确角点，若重心距离核较远，就能以距离消除虚假角点的影响。最后使用非最大抑制（No Max Suppression）方法，这样就可以找出角点。 1.2 A New SUSAN Based Image Sharpness Function 对于Susan的改进，Yu Song等人提出了一种自适应阈值的检测算法，解决了SUSAN算子对灰度细节丰富的图像检测效果不佳的问题。 下面是原SUSAN算法中使用的相似度函数： 而这种新的SUSAN算法的与原SUAN算法的区别就在于它使用了不依赖于固定阈值的相似度函数。Yu Song等人的文章中提出了7种相似度函数，如下：

地图匹配算法综述

地图匹配算法综述 一、地图匹配：现有算法 车辆导航系统实时接收GPS位置速度信息，以交通地图为背景显示车辆行驶轨迹。保证所显示的轨迹反映车辆的实际行驶过程，包括行驶路段，转弯过程及当前位置，就是地图匹配问题所要解决的目标。本节首先对地图匹配问题涉及到的基础概念、误差模型给出简要说明，同时介绍当前流行的一些地图匹配算法的思路与特点。 1.1 地图匹配问题介绍 利用车载GPS接收机实时获得车辆轨迹，进而确定其在交通矢量地图道路上的位置，是当前车载导航系统的基础。独立GPS车载导航系统中克服GPS误差以及地图误差显示车辆在道路网上的位置主要是通过地图匹配算法，也就是根据GPS信号中的数据和地图道路网信息，利用几何方法、概率统计方法、模式识别或者人工神经网路等技术将车辆位置匹配到地图道路上的相应位置[8-12]。由于行驶中的车辆绝大部分都是在道路上的，所以通常的地图算法都有一个车辆在道路上的默认前提。地图匹配的准确性决定了GPS车辆导航系统的准确性、实时性与可靠性。具体来说取决于两方面：确定当前车辆正在行驶的路段的准确性与确定车辆在行驶路段上的位置的准确性。前者是现有算法的研究重点，而后者涉及到沿道路方向的误差校正，在现有算法中还没有得以有效解决。地图匹配的目标是将轨迹匹配到道路上，当道路是准确的时，也就成了确定GPS的准确位置，然后利用垂直映射方法完成匹配。要实时获得车辆所在的道路及位置通过地图匹配来实现是一种比较普遍而且成本较低的方法。车辆导航与定位系统中的地图匹配问题概括来讲就是将车载GPS接收机获得的带有误差的GPS轨迹位置匹配到带有误差的交通矢量地图道路上的相应位置。下面我们通过具体的数学模型

数字图像的灰度处理简述

数字图像的灰度处理 数字图像处理的目的和意义： 图象处理着重强调的是在图象之间进行的各种变换，对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。在图象的灰度处理中，增强操作、直方图及图象间的变换是实现点操作的增强方式，又被称作灰度变换。本文主要介绍了一些数字图像灰度处理的方法，其中图象取反是实现图象灰度值翻转的最直接的方法；灰度切分可实现强化某一灰度值的目的。对直方图进行均衡化修正，可使图象的灰度间距增大或灰度均匀分布、增大反差，使图象的细节变得清晰。 数字图像处理是20世纪60年代初期所形成的一门涉及多领域的交叉学科。所谓数字图像处理，又称为计算机图像处理，就是指用数字计算机及其它有关的数字硬件技术，对图像施加某种应算和处理，从而达到某种预期的目的。在大多数情况下，计算机采用离散的技术来处理来自连续世界的图像。实际上图像是连续的，计算机只能处理离散的数字图像，所以要要对连续图像经过采样和量化以获得离散的数字图像。 数字图像处理中图像增强的目的是改善图像的视觉效果，针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，扩大图像中不同物体特征之间的差别，满足某些特殊分析的需要。其方法是通过一定手段对原图像附加一些信息或变换数据，有选择地突出图像中感兴趣的特征或者抑制图像中某些不需要的特征，使图像与视觉响应特性相匹配。而通过改变图像的灰度以期达到一种很好的视觉效果是图像增强的一种手段。灰度变换的目的是为了改善画质，使图像显示效果更加清晰。 图像的点应算是一种既简单又重要的技术，它能让用户改变图像数据占据的灰度范围。一幅输入图像经过点应算后将产生一幅新的输出图像，由输入像素点的灰度值决定相应的输出像素点的灰度值。图像的点应算可以有效的改变图像的直方图分布，以提高图像的分辨率和图像的均衡。点应算可以按照预定的方式改变一幅图像的灰度直方图。除了灰度级的改变是根据某种特定的灰度变换函数进行之外，点应算可以看作是“从像素到像素”的复制操作。如果输入图像为A（x,y）,

图像处理灰度变换实验

一. 实验名称：空间图像增强（一） 一．实验目的 1．熟悉和掌握利用matlab工具进行数字图像的读、写、显示、像素处理等数字图像处理的基本步骤和流程。 2．熟练掌握各种空间域图像增强的基本原理及方法。 3．熟悉通过灰度变换方式进行图像增强的基本原理、方法和实现。 4．熟悉直方图均衡化的基本原理、方法和实现。 二．实验原理 （一）数字图像的灰度变换 灰度变换是图像增强的一种经典而有效的方法。灰度变换的原理是将图像的每一个像素的灰度值通过一个函数，对应到另一个灰度值上去从而实现灰度的变换。常见的灰度变换有线性灰度变换和非线性灰度变换，其中非线性灰度变换包括对数变换和幂律（伽马）变换等。 1、线性灰度变换 1）当图像成像过程曝光不足或过度，或由于成像设备的非线性和图像记录设备动态范围太窄等因素，都会产生对比度不足的弊病，使图像中的细节分辨不清，图像缺少层次。这时，可将灰度范围进行线性的扩展或压缩，这种处理过程被称为图像的线性灰度变换。对灰度图像进行线性灰度变换能将输入图像的灰度值的动态范围按线性关系公式拉伸扩展至指定范围或整个动态范围。 2）令原图像f(x,y)的灰度范围为[a,b]，线性变换后得到图像g(x,y)，其灰度范围为[c,d]，则线性灰度变换公式可表示为

a y x f b y x f a b y x f c c a y x f a b c d d y x g <≤≤>?????+---=),(),(),(, ,]),([,),( (1) 由(1)式可知，对于介于原图像f (x,y )的最大和最小灰度值之间的灰度值，可通过线性变换公式，一一对应到灰度范围[c,d]之间，其斜率为(d-c)/(b-a)；对于小于原图像的最小灰度值或大于原图像的最大灰度值的灰度值，令其分别恒等于变换后的最小和最大灰度值。变换示意图如图1所示。 图1 线性灰度变换示意图 当斜率大于一时，变换后的灰度值范围得到拉伸，图像对比度得到提高；当斜率小于一时，变换后的灰度值范围被压缩，最小与最大灰度值的差变小，图像对比度降低；当斜率等于一时，相当于对图像不做变换。 3）由上述性质可知，线性灰度变换能选择性地加强或降低特定灰度值范围内的对比度，故线性灰度变换同样也可做分段处理：对于有价值的灰度范围，将斜率调整为大于一，用于图像细节；对于不重要的灰度范围，将图像压缩，降低对比度，减轻无用信息的干扰。最常用的分段线性变换的方法是分三段进行线性变换。 在原图像灰度值的最大值和最小值之间设置两个拐点，在拐点处，原图像的灰度值分别为r 1，r 2，该拐点对应的变换后的图像的灰度值分别为s 1，s 2，另外，取原图像灰度的最小值为r 0,最大值为r m ，对应的变换后的灰度值分别为s 0，s m 。

关于图像匹配的综述

关于图像匹配的综述 1.图像匹配的背景及定义 1.1图像匹配的背景及意义 图像匹配技术广泛的应用于日常生活中的诸多领域，如医疗诊断中各种医学图片的分析与识别、遥感图片识别、天气预报中的卫星云图识别、指纹识别、人脸识别等。图像匹配技术主要指通过计算机，采用数学技术方法，对获取的图像按照特定目的进行相应的处理。图像匹配技术是人工智能的一个重要分支和应用，随着计算机技术及人工智能技术的发展，图像识别技术逐渐成为人工智能的基础技术之一。它涉及的技术领域相当的广泛，也越来越深入，其基本分析方法也随着数学工具的不断进步而不断发展。现在，图像识别技术的应用范围己经不仅仅局限于视觉的范围，也体现在机器智能和数字技术等方面。 1.2图像匹配的定义 所谓图像匹配是指在一幅(或一批)图像中寻找与给定目标图像相似的图像或者图像区域(子图像)的过程。通常将已知目标图像称为模板图像，而将待搜索图像中可能与它对应的子图称作该模板的待匹配的目标图像。图像匹配是在来自不同时间或者不同视角的同一场景的两幅或多幅图像之间寻找对应关系，该技术隶属于计算机视觉哺领域。图像匹配的具 体应用包括目标或场景识别、在多幅图像中求解3D结构、立体对应和运动跟踪等。由于拍摄时间、拍摄角度、自然环境的变化，多种传感器的使用、传感器本身的缺陷及噪声等影响，拍摄的图像会存在灰度失真和几何畸变。同时，图像预处理过程会引入的误差，这都是导致模板图像与待匹配的目标图像之间通常存在着一定程度上的差异。在这种情况下，如何使匹配算法精度高、正确匹配率高、速度快和抗干扰性强成为人们关心的问题。 2.图像匹配算法的分类 图像匹配算法的选取对图像匹配结果的影响很大。实用的匹配算法不仅要求计算量小，还必须具有良好的抗噪能力和抗几何形变的能力。通常情况下，图像匹配算法可以分为以下两大类：基于灰度相关的匹配算法、基于特征的图像匹配算法。 1) 基于灰度分布的相关匹配算法，也称为基于区域的匹配方法。常见的基于图像灰度的匹配方法有：（1）归一化灰度相关匹配、（2）最小二乘影像匹配、和（3）序贯相似性检测法匹配等。该类算法直接利用整幅图像的灰度信息，建立两幅图像之间的相似性度量，然后采用某种搜索方法，寻找使相似性度量值最大或最小的变换模型的参数值。在灰度及几何畸变

基于图像灰度的模板匹配方法

基于图像灰度的模板匹配方法 图像匹配技术是数字图像信息处理和计算机视觉领域中 的—个基本问题，并在卫星遥感、空间飞行器的自动导航、武器 投射系统的末制导和寻的、光学和雷达的图像目标跟踪、地球 资源分析与检测、气象预报、医疗诊断、文字读取以及景物分析 中的变化检测等许多领域中得到广泛应用㈣。 一般来说，由于图像在不同时间、不同传感器、不同视角获得的成像条件不同，因此即使是对同一物体，在图像中所表现出来的几何特性、光学特性、空间位置都会有很大的不同，如果考虑到噪声、干扰等影响会使图像发生很大差异， 图像匹配就是通过这些不同之处找到它们的相同点。 图像匹配算法主要分为两类口：一类是基于灰度匹配的方 法；另一类是基于特征匹配的方法。前者主要用空间的一维或 二维滑动模板进行图像匹配，不同算法的区别主要在模板及相 关准则的选择方面，这类方法一般匹配率高，但计算量大，速度 较慢；后者则通过在原始图像中提取点、线、区域等显著特征作 为匹配基元，进而用于特征匹配，一般匹配速度较陕，但匹配精 度不一定高。 1.概念解释： ①数字图像:数字图像是由被称做像素的小块区域组成的二维像素矩阵。一般把图像分成3种形式：单色图像，灰度图像和彩色图像。 ②像素：表示图像颜色的最小单位 ③灰度图像：灰度图是指只含亮度信息，不含色彩信息的图像，就像平时看到的黑白照片：亮度由暗到明，变化是连续的。灰度图的每个像素的亮度用一个数值来表示，通常数值范围在0—255之间，即可用一个字节来表示，0表示黑，255表示白，而其他表示灰度。 ④点阵图:显示器的屏幕由可以发光的像素点组成. 并且从几何位置看, 所用这 些像素点构成一个矩形的阵列.利用计算机控制各像素点按我们指定的要求发光,

彩色图像的灰度化处理

第1章绪论 1.1数字图像 数字图像，又称数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字数值像素的表示。数字图像是由模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用计算机或数字电路存储和处理的图像。 像素（或像元，Pixel）是数字图像的基本元素，像素是在模拟图像数字化时对连续空间进行离散化得到的。每个像素具有整数行（高）和列（宽）位置坐标，同时每个像素都具有整数灰度值或颜色值。 通常，像素在计算机中保存为二维整数数阻的光栅图像，这些值经常用压缩格式进行传输和储存。数字图像可以许多不同的输入设备和技术生成，例如数码相机、扫描仪、坐标测量机、seismographic profiling、airborne radar等等，也可以从任意的非图像数据合成得到，例如数学函数或者三维几何模型，三维几何模型是计算机图形学的一个主要分支。数字图像处理领域就是研究它们的变换算法。 1.2设计平台 本次设计采用的平台是MATLAB 7.0。MATLAB编程语言被业界称为第四代计算机语言，它允许按照数学推导的习惯编写程序。MATLAB7.0的工作环境包括当前工作窗口、命令历史记录窗口、命令控制窗口、图形处理窗口、当前路径选择菜单、程序编辑器、变量查看器、模型编辑器、GUI编辑器以及丰富的函数库和MATLAB附带的大量M文件。 MATLAB是由美国Math Works公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件，是一个可以完成各种计算和数据处理的、可视化的、强大的计算工具。它集图示和精确计算于一身，在应用数学、物理、化工、机电工程、医药、金融和其他需要进行复杂计算的领域得到了广泛应用。MATLAB作为一种科学计算的高级语言之所以受欢迎，就是因为它有丰富的函数资源和工具箱资源，编程人员可以根据自己的需要选择函数，而无需再去编写大量繁琐的程序代码，从而减轻了编程人员的工作负担，被称为第四代编程语言。 在MATLAB设计环境中，图像处理工具箱提供一套全方位的参照标准算法

经典推荐算法研究综述

Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2019, 9(9), 1803-1813 Published Online September 2019 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/81382223.html,/journal/csa https://https://www.sodocs.net/doc/81382223.html,/10.12677/csa.2019.99202 Review of Classical Recommendation Algorithms Chunhua Zhou, Jianjing Shen, Yan Li, Xiaofeng Guo Information Engineering University, Zhengzhou Henan Received: Sep. 3rd, 2019; accepted: Sep. 18th, 2019; published: Sep. 25th, 2019 Abstract Recommender systems are effective tools of information ?ltering that are prevalent due to cont i-nuous popularization of the Internet, personalization trends, and changing habits of computer us-ers. Although existing recommender systems are successful in producing decent recommend a-tions, they still suffer from challenges such as cold-start, data sparsity, and user interest drift. This paper summarizes the research status of recommendat ion system, presents an overview of the field of recommender systems, describes the classical recommendation methods that are usually classified into the following three main categories: content-based, collaborative and hybrid recommendation algorithms, a nd prospects future research directions. Keywords Recommender Systems, Cold-Start, Data Sparsity, Collaborative Filtering 经典推荐算法研究综述 周春华，沈建京，李艳，郭晓峰 信息工程大学，河南郑州 收稿日期：2019年9月3日；录用日期：2019年9月18日；发布日期：2019年9月25日 摘要 推荐系统作为一种有效的信息过滤工具，由于互联网的不断普及、个性化趋势和计算机用户习惯的改变，将变得更加流行。尽管现有的推荐系统也能成功地进行推荐，但它们仍然面临着冷启动、数据稀疏性和用户兴趣漂移等问题的挑战。本文概述了推荐系统的研究现状，对推荐算法进行了分类，介绍了几种经

图像灰度化

图像灰度化 颜色可分为黑白色和彩色。黑白色指颜色中不包含任何的色彩成分，仅由黑色和白色组成。在RGB颜色模型中，如果R=G=B，则颜色（R, G, B）表示一种黑白颜色；其中R=G=B的值叫做灰度值，所以黑白色又叫做灰度颜色。彩色和灰度之间可以互相转化，由彩色转化为灰度的过程叫做灰度化处理；由灰度化转为彩色的过程称为伪彩色处理。 相应地，数字图像可分为灰度图像和彩色图像。通过灰度化处理和伪彩色处理，可以使伪彩色图像与灰度图像相互转化。 灰度化就是使彩色的R，G，B分量值相等的过程。由于R，G，B的取值范围是0 ~ 255，所以灰度的级别只有256级，即灰度图像仅能表现256种颜色（灰度）。 灰度化的处理方法主要有如下3种[6]： （1）最大值法：使R，G，B的值等于3值中最大的一个，即 R=G=B=max(R，G,，B) (2-3 ) 最大值法会形成亮度很高的灰度图像。 （2）平均值法：使R，G，B的值求出平均值，即 R=G=B=(R+G+B)/3 (2-4 )平均值法会形成比较柔和的灰度图像。 （3）加权平均值法：根据重要性或其他指标给R，G，B赋予不同的权值，并使R，G，B的值加权平均，即 R=G=B=（W r R + W g G + W b B）/3 (2-5 )其中W r，W g，W b分别为R，G，B的权值。W r，W g，W b取不同的值，加权平均值法就形成不同的灰度图像。由于人眼对绿色的敏感度最高，红色次之，对蓝色最低，因此使W g>W r>W b将得到比较合理的灰度图像。实验和理论推导证明，但W r= 0.30，W g =0.59，W b=0.11时，即当 V gray=0.30R + 0.59G + 0.11B R=G=B= V gray(2-6 )时，能得到最合理的灰度图像。 本文采用方法(3)实现灰度转化，有比较好的效果，结果如图所示。

基于灰度的图像匹配研究

基于灰度的图像匹配研究 李涛（P1*******） 摘要：众所周知，可以说视觉对环境的感知效率是很高的，人类对外部世界的感知80%是由视觉完成的。我们所介绍的计算机视觉，用通俗的话说就是一门研究如何让机器来“看”的科学。具体说来，就是用计算机和摄像头来代替人眼的功能，实现对目标的识别、测量或者是跟踪并且相应的做出图像处理，甚至能够最终做出对目标的判断或者做出反应。当然，计算机视觉和其它的技术一样，经历了长期的发展过程。而是在近数十年计算机技术突飞猛进的背景下，它才真正得到关注和发展。 图像匹配是计算机视觉和图像处理领域中一项非常重要且难度很高的工作。它主要用于将不同时间、不同传感器、不同视角及不同拍摄条件下获取的两幅或多幅图像进行匹配。图像匹配是多种图像处理及应用的基础，匹配的效果直接影响到其后续图像的处理工作。正因为其应用的广泛性，需求的增多，大大推动了图像匹配技术的研究向前发展。但同时，我们也要认识到图像匹配也是一个难点问题。因此，对现有的图像匹配算法展开分析对于实际工程提高图像处理质量和识别精度具有非常重要的意义。本文作为一篇综述性的文章，我们主要向大家介绍图像匹配问题的由来，其中包含的主要内容，以及该问题所包含的主要技术和算法。 关键字：图像匹配；灰度；特征；算法。 The Research of Image Matching Based On The Gray Li Tao Abstract:As we all know, we can say the efficiency of visual perceiving the environment is very high, 80% of the human perceiving outside world is completed by the visual. The so called computer vision, is a kind of science that about how to make machines to "see" in simple words. Specifically, is using computers and cameras to replace the function of the human eyes, to achieve the target recognition, measurement or make a track and the corresponding image processing, and even be able to make the final judgment on the target. Of course, computer vision has been gone through a long process of development. And it really gets attention in recent decades occurred in the context of rapid development of computer technology. Image matching is a very important and hard job in computer vision and image processing field. It mainly used in a kind of situation that we obtain two or more images to match in different times, different sensors, different perspectives and different shooting conditions. Image matching is the base of a variety of image processing and application, result of the matching directly impact on the effectiveness of subsequent image processing. Because of the large of its extensive application, demand for many new applications and new

数字图像处理知

数字图像处理知识点总结

数字图像处理知识点总结 第一章导论 1.图像：对客观对象的一种相似性的生动性的描述或写真。 2.图像分类：按可见性（可见图像、不可见图像），按波段数（单波段、多波段、超波段）， 按空间坐标和亮度的连续性（模拟和数字）。3.图像处理：对图像进行一系列操作，以到达预期目的的技术。 4.图像处理三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。 5.图像处理五个模块：采集、显示、存储、通信、处理和分析。 第二章数字图像处理的基本概念 6.模拟图像的表示：f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)，照度分量0

称为采样。采样间隔和采样孔径的大小是两个 很重要的参数。采样方式:有缝、无缝和重叠。 9.将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。 10.表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。 11.数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。 12.采样间隔对图像质量的影响：一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分 辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。13.量化等级对图像质量的影响：量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图 像质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小。但在极少数情况下对固定图像大小时，减少灰度级能改善质量，产生这种情况的最可能原因是减少灰度级一般会增加图像的对比度。例如对细节比较丰富的图像数字化。

数字图像处理 图像匹配

摘要 图像匹配是图像处理技术中的重要研究内容。文本介绍了图像匹配技术的要素，对匹配算法的分类以及匹配性能评价指标，并且将各方法进行了分析比较，指出其各自的优势与不足。同时，进一步探讨了图像匹配算法中有待研究的方向。图像匹配是将不同时间、不同传感器、不同视角及不同拍摄条件下获取的两幅或多幅图像进行匹配融合。图像匹配是多种图像处理及应用如物体辨识、变化检测、三维建模等的基础。图像匹配的方法有很多种,其中基于图像特征的图像匹配是匹配中最常见的方法。基于特征的图像匹配中,特征主要针对点特征。基于点特征的图像匹配,特征点的提取是图像匹配的关键步骤，从提取效率、算子稳定性、定位准确性、抗噪性、计算效率上对提取算子进行分析比对,用测试图像对各个提取算子进行实验分析,得出实验结论。通过特征点匹配算法需满足的三个原则对基于奇异值分解的角点匹配法进行了分析,得出了实验结论。 关键词：图像匹配；传感器；特征；过特征点匹配

目录 1.设计的要求与目的 ..................................................................................................................................... I I 1.1题目 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3设计目的: (1) 1.4性能、接口： (1) 2.设计原理 (2) 2.1概念解释： (2) 2.2数字图像匹配算法设计 (2) 2.2.1基于灰度的摸版匹配算法 (3) 2.2.2局部灰度特征的编码与计算 (4) 3. 设计方案 (6) 3.1设计思想 (6) 3.2设计流程 (6) 4.应用程序设计 (7) 4.1程序代码 (7) 4.1.1读取原图像过程 (7) 4.1.2取特征点 (8) 4.1.3映射函数 (8) 4.1.4图像匹配 (8) 4.1.5输出匹配后图像 (9) 4.2界面设计 (10) 5.仿真与结果分析 (10) 5.1仿真分析 (10) 5.2结果分析 (10) 结论 (12) 参考文献 (13)

基于灰度的图像匹配研究样本

基于灰度图像匹配研究 李涛（P1496） 摘要：众所周知，可以说视觉对环境感知效率是很高，人类对外部世界感知80%是由视觉完毕。咱们所简介计算机视觉，用通俗话说就是一门研究如何让机器来“看”科学。详细说来，就是用计算机和摄像头来代替人眼功能，实现对目的记别、测量或者是跟踪并且相应做出图像解决，甚至可以最后做出对目的判断或者做出反映。固然，计算机视觉和其他技术同样，经历了长期发展过程。而是在近数十年计算机技术突飞猛进背景下，它才真正得到关注和发展。 图像匹配是计算机视觉和图像解决领域中一项非常重要且难度很高工作。它重要用于将不同步间、不同传感器、不同视角及不同拍摄条件下获取两幅或多幅图像进行匹配。图像匹配是各种图像解决及应用基本，匹配效果直接影响到其后续图像解决工作。正由于其应用广泛性，需求增多，大大推动了图像匹配技术研究向前发展。但同步，咱们也要结识到图像匹配也是一种难点问题。因而，对既有图像匹配算法展开分析对于实际工程提高图像解决质量和辨认精度具备非常重要意义。本文作为一篇综述性文章，咱们重要向人们简介图像匹配问题由来，其中包括重要内容，以及该问题所包括重要技术和算法。 核心字：图像匹配；灰度；特性；算法。 The Research of Image Matching Based On The Gray Li Tao Abstract：As we all know，we can say the efficiency of visual perceiving the environment is very high，80% of the human perceiving outside world is completed by the visual. The so called computer vision，is a kind of science that about how to make machines to "see" in simple words. Specifically，is using computers and cameras to replace the function of the human eyes，to achieve the target recognition，measurement or make a track and the corresponding image processing，and even be able to make the final judgment on the target. Of course，computer vision has been gone through a long process of development. And it really gets attention in recent decades occurred in the context of rapid development of computer technology. Image matching is a very important and hard job in computer vision and image processing field. It mainly used in a kind of situation that we obtain two or more images to match in different times，different sensors，