图像匹配算法毕业论文

一、特征点（角点）匹配图像匹配能够应用的场合非常多，如目标跟踪，检测，识别，图像拼接等，而角点匹配最核心的技术就要属角点匹配了，所谓角点匹配是指寻找两幅图像之间的特征像素点的对应关系，从而确定两幅图像的位置关系。角点匹配可以分为以下四个步骤：1、提取检测子：在两张待匹配的图像中寻找那些最容易识别的像素点（角点），比如纹理丰富的物体边缘点等。2、提取描述子：对于检测出的角点，用一些数学上的特征对其进行描述，如梯度直方图，局部随机二值特征等。检测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：通过各个角点的描述子来判断它们在两张图像中的对应关系，常用方法如 flann等。4、消噪：去除错误匹配的外点，保留正确的匹配点。常用方法有KDTREE，BBF，Ransac，GTM等。二、SIFT匹配方法的提出为了排除因为图像遮挡和背景混乱而产生的无匹配关系的关键点，SIFT的作者Lowe提出了比较最近邻距离与次近邻距离的SIFT匹配方式：取一幅图像中的一个SIFT关键点，并找出其与另一幅图像中欧式距离最近的前两个关键点，在这两个关键点中，如果最近的距离除以次近的距离得到的比率ratio少于某个阈值T，则接受这一对匹配点。因为对于错误匹配，由于特征空间的高维性，相似的距离可能有大量其他的错误匹配，从而它的ratio值比较高。显然降低这个比例阈值T，SIFT匹配点数目会减少，但更加稳定，反之亦然。Lowe推荐ratio的阈值为，但作者对大量任意存在尺度、旋转和亮度变化的两幅图片进行匹配，结果表明ratio取值在0. 4~0. 6 之间最佳，小于0. 4的很少有匹配点，大于0. 6的则存在大量错误匹配点，所以建议ratio的取值原则如下:ratio=0. 4：对于准确度要求高的匹配；ratio=0. 6：对于匹配点数目要求比较多的匹配；ratio=0. 5：一般情况下。三、常见的SIFT匹配代码1、vlfeat中sift toolbox中的使用的是普通的欧氏距离进行匹配（该SIFT代码贡献自AndreaVedaldi）。2、Lowe的C++代码中使用的是欧氏距离，但是在matlab代码中为了加速计算，使用的是向量夹角来近似欧氏距离：先将128维SIFT特征向量归一化为单位向量（每个数除以平方和的平方根），然后点乘来得到向量夹角的余弦值，最后利用反余弦（acos函数）求取向量夹角。实验证明Lowe的办法正确率和耗时都很不错。同样，也可以采用knnsearch函数求最近点和次近点：knnsearch采用euclidean距离时得到的结果与lowe采用的近似方法结果几乎一致，正好印证了模拟欧氏距离的效果。3、Rob Hess的OpenSIFT采用了KDTREE来对匹配进行优化。4、CSDN大神v_JULY_v实现了KDTREE+BBF对SIFT匹配的优化和消除错误匹配：从K近邻算法、距离度量谈到KD树、SIFT+BBF算法- 结构之法 算法之道 - 博客频道 - 。5、OpenCV中features2d实现的SIFT匹配有多种matcher：VectorDescriptorMatcher，BFMatcher（Brute-force descriptor matcher），FernDescriptorMatcher，OneWayDescriptorMatcher，FlannBasedMatcher 等等。目前只知道采用knnsearch，提供了多种距离度量方式，具体区别不懂。

遗传算法是一种计算机科学中的优化算法，用于在搜索空间中找到最佳解决方案。关于将遗传算法应用于图像匹配的论文，有一篇具有里程碑意义的经典论文是由. Holland和他的同事提出的。该论文题目为"Adaptation in Natural and Artificial Systems"，是由. Holland在1975年发表于美国国家科学院学报上的。这篇论文介绍了遗传算法的基本思想，并提出了将遗传算法应用于图像匹配问题的方法。具体而言，Holland等人提出了一种基于遗传算法的图像匹配算法，该算法使用基因编码表示图像特征，通过进化运算（如选择、交叉、变异等）来搜索最优匹配。这是遗传算法在图像匹配问题上的第一个应用，为后续研究提供了重要的启示。需要注意的是，虽然该论文并没有直接提到图像匹配这个术语，但它为后来的图像匹配问题提供了基础和思路，被认为是遗传算法应用于图像匹配问题的奠基之作。

遗传算法应用于图像匹配的最早论文是由美国科学家戴维·戈德伯格（David Goldberg）在1988年发表的论文《基于遗传算法的图像匹配》（"Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning"）中，提出了一种利用遗传算法进行图像匹配的方法。该方法主要是利用遗传算法对图像特征进行编码，并通过遗传算法的交叉、变异等操作，对不同的图像特征进行优化，从而实现图像匹配的目的。这篇论文的发表标志着遗传算法在图像处理领域中的首次应用，为后来的相关研究奠定了基础。同时，该论文也表明了遗传算法在解决复杂优化问题中的潜力和优越性，成为了现代遗传算法应用领域的开山之作。

遗传算法在图像匹配领域的应用可以追溯到1994年的一篇论文，题为“基于遗传算法的图像匹配”。该论文由美国佐治亚理工大学的. DeBonet等人发表在CVPR会议上。该论文提出了一种基于遗传算法的图像匹配方法，该方法可以在多个图像中找到相似的目标。此后，遗传算法在图像匹配领域得到了广泛应用。

遗传算法在图像匹配领域的应用早在1992年就有人提出。以下是其中一篇较早的论文："Genetic algorithms applied to image matching using corner feature detectors"，作者为R. Everson和S. Roberts，发表在1992年的遗传算法国际会议上。这篇论文提出了一种使用遗传算法进行图像匹配的方法，其中使用Harris角检测器（一种角点检测算法）来检测两幅图像中的角点，并使用遗传算法来匹配它们。该论文的方法是基于一组相似性度量来进行图像匹配的，其中包括了基于角点距离的相似性度量以及其他一些度量。使用遗传算法来寻找最优的匹配是一种较为有效的方法，因为可以使用遗传算法来搜索解空间并找到最优解。此后，这种方法被广泛应用于图像匹配和其他领域，为遗传算法在计算机视觉领域的应用奠定了基础。