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1、毕业设计（论文）说明书学 院 软件学院 专 业 软件工程 年 级 2007 级 姓 名 赵文箐 指导教师 殷 妍 2011年3月3日毕业设计（论文）题目名称：图像匹配中特征点提取算法研究年 级：2007 本科 专科学生学号：6007203192学生姓名： 赵文箐 指导教师： 殷妍学生单位： 技术职称： 学生专业： 教师单位： 天津大学仁爱学院 9一、原始依据1.工作基础特征点是数字图像中重要的几何特征，特征点的准确提取对于图像处理和图像测量具有重要意义。Harris算子是CHarris和JStephens在1988年提出的一种基于信号的点特征提取算子。Harris角点检测算法是一种非常经典的提
2、取算法，这种算子受信号处理中自相关函数的启发。给出与自相关函数相联系的矩阵M。M阵的特征值是自相关函数的一阶曲率，如果两个曲率值都高，则认为该点是特征点。Harris算法具有计算简单、提取的角点特征均匀合理、可以定量提取特征点以及算子稳定的特点。2.研究条件系统的开发已经具备的外界条件是具有藏书丰富的天津大学仁爱学院图书馆，并且随时可以得到指导老师的辅导和指点，系统开发所使用的电脑已经介入Internet，能方便的在外网上进行查阅资料。开发环境是普通个人计算机，软件支持是Windows 系列的操作系统。3.应用环境论文在解决图像特征点的提取问题上积极应用并改进Harris算法，并运用多个不同类
3、型的图像实验比较算法的优缺点。4.工作目的掌握使用Harris算法提取图像特征点的方法以及Harris算法的原理。考证不同类型图像使用Harris算法提取图像特征点的优劣。二、参考文献修改同开题1陈利军图像角点检测和匹配算法的研究D西安：西安电子科技大学，20051631682李兰友，王学彬Visual C# 图像处理程序设计实例M北京：北京国防工业出版社，2003881023李玲玲，李印清图像配准中角点检测算法的研究与比较J郑州：郑州航空工业管理学院学报（社会科学版），2006，25(2)：1901924WANG Wei，TANG Yi-ping. Image Corner Detectio
4、n Technique Research on Machine VisionRBeijing：National Natural Science Foundation of China，200646585Kitchen L，Rosenfeld AGray -Level Corner DetectionJNetherlands：Pattern Recognition Letters，1982，13(2)：1631756Moravia HPTowards Automatic Visual Obstacle AvoidanceCProceedings of International Joint Co
5、nference on Artificial Intelligence，Cambridge，MAUSA：197710127Smith S M. Brady M. SUSAN-a New Approach to Low Level Image Processing JInternational Journal of Computer Version,1997, 23(1)：45788王 展，皇普堪，万建伟基于多尺度小波变换的二维图像角点检测技术J北京：国防科技大学学报，1999，8(3)：1221259杨 莉，初秀琴，李玉山最小亮度变化角点自适应检测算法研究J西安：西安电子科技大学学报2003，
6、30(4)：53053310陈白帆，蔡自兴基于尺度空间理论的Harris角点检测J中南大学学报（自然科学版），2005，15(3)：187192三、设计（研究）内容和要求1设计内容利用Harris算法提取图像特征点，对比其他经典算法具体体现该算法的优越性，在角点检测系统中，基于图像匹配从参数对角点检测的影响、算法运行时间、识别角点数目以及算子的抗噪能力等几个方面对Harris角点检测算法和其他经典算法进行对比实验，然后分别作了对应的分析。经过实验分析得出Harris算子是用于图像匹配最适合的角点检测算法。 2主要指标与技术参数做出Harris算法与另外两种经典算法的对比试验，通过实现深入研究该
7、算法。3具体要求主要对Harris算法进行理论分析，并且基于C实现这种算子的角点检测系统。同时对比分析SUSAN和MIC这另外两种经典算法来进一步研究Harris算法的优越性。 指导教师（签字）年 月 日 审题小组组长（签字）年 月 日天津大学仁爱学院本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称Harris算法提取图像特征点系名称计算机科学与技术系专业名称软件工程学生姓名赵文箐指导教师殷妍一、课题的来源与意义特征点是数字图像中重要的几何特征，特征点的准确提取对于图像处理和图像测量具有重要意义。Harris算子是CHarris和JStephens在1988年提出的一种基于信号的点特征提取算子。Harr
8、is角点检测算法是一种非常经典的提取算法，这种算子受信号处理中自相关函数的启发，给出与自相关函数相联系的矩阵M。M矩阵的特征值是自相关函数的一阶曲率，如果两个曲率值都高，则认为该点是特征点。Harris算法具有计算简单、提取的角点特征均匀合理、可以定量提取特征点以及算子稳定的特点。研究角点提取算法具有重要的理论意义和实用价值。角点特征是图像的重要特征，由于角点对应于图像中信息含量高的位置，相对于原图像而言，使用角点进行匹配计算能够大大减少计算量，因此它能够在图像匹配中有良好的应用价值。此外在三维场景重建、运动估计以及目标跟踪等方面也具有广泛的应用。尤其是在实时处理中有很高的应用价值。在实现摄影
9、测量自动化和遥感影像匹配中，提取角点特征也具有重要意义。二、国内外发展状况当今社会是信息社会，各种媒体交互存在，而图像在其中又占据了重要的地位。图像具有包含信息量大、直观、容易理解以及吸引人注意力等优点，是人们感知外部世界的最主要载体，人们的生活和工作已经离不开图像。数字图像是用二进制来表示图像的，是离散的数据集，可以通过数码相机等数字设备来获取。数字图像处理对象是数字图像，即由一组具有颜色、亮度等被称为像素的点组成的集合。数字图像的特点决定了数字图像处理的灵活性，并且以其强大的功能成为当今图像处理技术的主流。基于图像特征的匹配是图像匹配的主要研究方向。三、研究目标及内容利用Harris算法提
10、取图像特征点，对比其他经典算法具体体现算法的优越性；或者利用该算法提取不用图像的特征点以探究其使用方向。四、研究方法与手段了解Harris算法的来源，掌握该算法的原理及技巧。研究Harris算法的优越性和不足，针对目前图像处理过程中尺度不变特征点提取的算法实时性较差，算法计算量比较大的问题，在Harris角点检测算法的基础上提出一种简化的算法思想：邻近像素采用对比的方法，从理论上分析算法的性能，实验中保证算法性能的同时实时性得到了提高。借助网络及图书资源，由浅入深的了解Harris算法提取图像特征点的问题，最终实现使用Harris算法提取图像角子对图像进行分析研究。从网站和书籍里查阅资料和学习
11、实用的网站开发技术、实践练习。五、课题的进度安排第一阶段（2011/01/202011/03/01）收集资料，完成任务书及开题报告，了解本项目的需求。第二阶段（2011/03/022011/03/19）查阅资料，完善本项目的需求调研，熟悉编程工具，翻译外文资料，完成需求文档及系统分析及系统总体设计。第三阶段（2011/03/202011/05/10）进行详细设计，完成代码的编写工作，撰写论文。第四阶段（2011/05/112011/05/27）对初步完成的程序进行测试，修改测试中出现的问题，整合、修订完成论文。第五阶段（2011/05/282011/06/10）制作答辩PPT，并完成答辩。六、
12、实验方案的可行性分析人员因素：拥有三年的软件开发理论知识再加上之前的几次软件实习积累了一些经验，能够按照软件开发流程完成一个基本的项目。时间因素：15周的毕业设计时间可满足需要。其他因素：拥有一流的指导教师、完备的项目开发环境、图书馆丰富的书籍资料。结论：这个毕业设计课题能够实施。七、已具备的实验条件硬件开发环境：个人PC机一台；软件开发环境：Windows7；八、主要参考文献1陈利军图像角点检测和匹配算法的研究D西安：西安电子科技大学，20051631682李兰友，王学彬Visual C# 图像处理程序设计实例M北京：北京国防工业出版社，200388102 3李玲玲，李印清图像配准中角点检测
13、算法的研究与比较J郑州：郑州航空工业管理学院学报（社会科学版），2006，25(2)：1901924WANG Wei，TANG Yi-ping. Image Corner Detection Technique Research on Machine VisionRBeijing：National Natural Science Foundation of China，20064658 5Kitchen L，Rosenfeld AGray -Level Corner DetectionJNetherlands： Pattern Recognition Letters，1982，13(2)：16
14、3175 6Moravia HPTowards Automatic Visual Obstacle AvoidanceCProceedings of International Joint Conference on Artificial Intelligence，Cambridge，MAUSA：19771012 7Smith S M. Brady M. SUSAN-a New Approach to Low Level Image Processing JInternational Journal of Computer Version，1997，23(1)：45788王 展，皇普堪，万建伟基于多尺度小波变换的二维图像角点检测技术J北京：国防科技大学学报，1999，8(3)：122125 9杨 莉，初秀琴，李玉山最小亮度变化角点自适应检测算法研究J西安：西安电子科技大学学报2003，30(4)：53053310陈白帆，蔡自兴基于尺度空间理论的Harris角点检测J长沙：中南大学学报（自然科学版），2005，15(3)
