特征匹配模擬實(shí)踐報(bào)告

遼寧工程技術(shù)高校本科生模擬實(shí)踐報(bào)告書教學(xué)單位測(cè)繪學(xué)院專業(yè)測(cè)繪工程名稱特征匹配模擬實(shí)踐班級(jí)測(cè)繪14-5同學(xué)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師試驗(yàn)四~~特征匹配一、目的要求理解特征匹配的意義、用途；把握常用的特征匹配的方法，跨接法影像匹配和SIFT并了解相對(duì)應(yīng)的兒何意義。運(yùn)用VC++、C#、MATLAB其中一種自己擅長(zhǎng)的語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)運(yùn)用上述兩種方法的特征匹配算法，并對(duì)不同算法得到的提取結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。在很多場(chǎng)合，影像匹配主要用于配準(zhǔn)那些特征點(diǎn)線面，這一類算法被稱為特征匹配。有時(shí)分為低級(jí)特征匹配，有時(shí)分為高級(jí)特征匹配?；谔卣鼽c(diǎn)的影像匹配的策略.特征提取采納肯定的特征提取算法對(duì)左影像進(jìn)行特征提取。特征點(diǎn)的分布有兩種方式：1.隨機(jī)分布2.勻稱分布.特征點(diǎn)的匹配（1）二位匹配與一維匹配（2）匹配的備選點(diǎn)可選用可采納以下三種方法獲得。（3）特征點(diǎn)的提取與匹配的挨次有深度優(yōu)先和廣度優(yōu)先（4）匹配的準(zhǔn)則（5）剔除粗差三、特征點(diǎn)（角點(diǎn)）匹配圖像匹配能夠應(yīng)用的場(chǎng)合特別多，如目標(biāo)跟蹤，檢測(cè)，識(shí)別，圖像拼接等，而角點(diǎn)匹配最核心的技術(shù)就要屬角點(diǎn)匹配了，所謂角點(diǎn)匹配是指查找兩幅圖像之間的特征像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而確定兩幅圖像的位置關(guān)系。角點(diǎn)匹配可以分為以下四個(gè)步驟：1、提取檢測(cè)子：在兩張待匹配的圖像中查找那些最簡(jiǎn)單識(shí)別的像素點(diǎn)（角點(diǎn)），比如紋理豐富的物體邊緣點(diǎn)等。2、提取描述子：對(duì)于檢測(cè)出的角點(diǎn)，用一些數(shù)學(xué)上的特征對(duì)其進(jìn)行描述，如梯度直方圖,局部隨機(jī)二值特征等。檢測(cè)子和描述子的常用提取方法有：sift,harris,surf,fast,agast,brisk,freak,brisk,brief/orb等。3、匹配:通過各個(gè)角點(diǎn)的描述子來(lái)推斷它們?cè)趦蓮垐D像中的對(duì)應(yīng)關(guān)系，常用方法如flann等。4、消噪:去除錯(cuò)誤匹配的外點(diǎn),保留正確的匹配點(diǎn)。常用方法有KDTREE,BBF,Ransac,GTM等。四.跨接法影像匹配上面介紹的基于特征的影像匹配雖然首先選擇其四周信息最大的點(diǎn)進(jìn)行匹配，但是對(duì)于影像的幾何變形依舊無(wú)能為力，而由于影像的幾何變形，使得左右影像的相像性受到影響，從而也影響到判別的勝利率，原武漢高校張祖勛教授提取的跨接法影像匹配，能夠先改正幾何變形，在進(jìn)行影像相像性推斷，從而克服影像幾何畸變對(duì)影像匹配的影響。對(duì)于二維影像，跨接法的影像匹配窗口是邊緣線為界限所形成的不規(guī)則窗口，在核線影像的情況下是曲邊梯形，兩條邊緣線即曲邊梯形的兩個(gè)腰。五、STFT匹配方法的提出為了排解由于圖像遮擋和背景混亂而產(chǎn)生的無(wú)匹配關(guān)系的關(guān)鍵點(diǎn)，SIFT的作者Lowe提出了比較最近鄰距離與次近鄰距離的SIFT匹配方式：取一幅圖像中的一個(gè)SIFT關(guān)鍵點(diǎn)，并找出其與另一幅圖像中歐式距離最近的前兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)中，假如最近的距離除以次近的距離得到的比率ratio少于某個(gè)閾值T,則接受這一對(duì)匹配點(diǎn)。由于對(duì)于錯(cuò)誤匹配，由于特征空間的高維性，相像的距離可能有大量其他的錯(cuò)誤匹配，從而它的rati。值比較高。明顯降低這個(gè)比例閾值T,SIFT匹配點(diǎn)數(shù)目會(huì)削減，但更加穩(wěn)定，反之亦然。Lowe推舉rati。的閾值為0.8,但作者對(duì)大量任意存在尺度、旋轉(zhuǎn)和亮度變化的兩幅圖片進(jìn)行匹配，結(jié)果表明ratio取值在0.4~0.6之間最佳，小于0.4的很少有匹配點(diǎn)，大于0.6的則存在大量錯(cuò)誤匹配點(diǎn)，所以建議rati。的取值原則如下：ratio=0.4：對(duì)于精確度要求高的匹配；ration.6：對(duì)于匹配點(diǎn)數(shù)目要求比較多的匹配；ratio=0.5：一般狀況下。六.個(gè)人心得體會(huì)：康仲林：通過本次試驗(yàn)，我理解了特征匹配的意義、用途；把握常用的兩種特征匹配的計(jì)算，包括：SIFT算子和跨接法影像匹配，并了解各匹配相對(duì)應(yīng)的幾何意義。王杰龍：通過本次試驗(yàn)，我對(duì)特征匹配有了進(jìn)一步的了解，通過親自試驗(yàn)，對(duì)特征匹配的效果有了初步的熟悉，在以后的學(xué)習(xí)中，會(huì)更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。白永峰：學(xué)習(xí)了影像匹配理論學(xué)問以后，我以此為基礎(chǔ)，做了有關(guān)影響匹配的模擬實(shí)踐,使用matlab軟件，運(yùn)行了老師給的影響匹配程序，收獲頗多。然而，在運(yùn)行程序的過程中也遇到了很多問題，比如程序運(yùn)行之后很長(zhǎng)時(shí)間都不出結(jié)果，此問題困擾了我們?cè)S久,很多同學(xué)都遇到了這樣的問題，于是我們相互爭(zhēng)論爭(zhēng)論，向?qū)W習(xí)好的同學(xué)尋求關(guān)心，最終也解決問題。通過模擬實(shí)踐，我對(duì)學(xué)問的理解和熟悉更加穩(wěn)固，可謂受益匪淺。曹蘇陽(yáng)：通過這次實(shí)習(xí)，讓我更加清楚的熟悉了攝影測(cè)量學(xué)這門學(xué)科，進(jìn)一步了解了相關(guān)軟件的操作和使用，熬煉了我的動(dòng)手力量。在實(shí)習(xí)過程中不免消失些錯(cuò)誤和困難，但是我們都沒有因此而放棄。我個(gè)人覺得在實(shí)習(xí)過程中細(xì)心是特別必要的。本次實(shí)習(xí)讓我深深體會(huì)到，理論指導(dǎo)實(shí)踐這一真理。只有實(shí)踐才能檢驗(yàn)所學(xué)的