基于竞选算法的图像匹配的研究及应用

【摘要】图像匹配技术是图像信息处理领域中极为重要的技术,在机器视觉应用中占极大比重。图像匹配就是根据实时图像与参考图像来选定某些特征、搜索策略和相似准则进行相关运算,以确定匹配的最佳空间对应点。其性能的主要评价标准有匹配概率、匹配精度和匹配速度,而影响其性能的要素主要有特征空间、相似惯量、搜索空间以及搜索策略四个方面。图像匹配算法主要分为基于灰度相关图像匹配算法和基于特征点的图像匹配算法,两种算法均采用逐像素遍历的搜索策略,因此二者的计算量相对较大,匹配速度均也相对较慢,灰度相关图像匹配方法也因此而适用性不强。本文将图像匹配问题转化成全局优化问题,然后将竞选算法应用其中求解全局最优解,以达到提高匹配速度,优化匹配性能的目的。竞选算法是一种群集智能启发式全局优化算法,具有不受初始值限制、信息共享等特征,在全局范围内施行多初始值并行搜索的机制,在加快搜索速度的同时又能防止陷入局部最优的陷阱。竞选算法对基于灰度相关的图像算法进行优化的优化方式是直接应用于全过程中,而基于特征点的图像匹配则不同。由于基于特征点的图像匹配算法寻找特征点的方式其实是寻找局部最优,竞选算法在此过程中发挥作用不会很大,因此对其流程要做出相应的改变。改进流程中需要先寻找到模板的特征点,然后在待测图像的搜索空间内进行匹配,寻找相似惯量最好的点作为匹配点,竞选算法在此过程中即可发挥其优点,提升匹配性能。本文根据上述理论完成了相关工作,首先完成了基于VC++的竞选算法的实现,根据C++语言封装性的功能实现了竞选算法的模块化以及目标函数的输入方式的参数化。然后实现了基于竞选算法的灰度相关图像匹配算法以及基于竞选算法的特征点图像匹配算法,编写了相关程序,并进行了它们与传统的匹配算法之间对比试验,验证了竞选算法具有提高图像匹配速度、优化匹配性能等优点。最后将基于竞选算法的图像匹配算法应用到商标缺陷检测的机器视觉系统中,充分发挥了其能大幅度提升匹配速度的优点。
【作者】陈凯；
【导师】吕文阁；
【作者基本信息】广东工业大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】图像匹配；机器视觉；竞选算法；全局优化；

【参考文献】
[1]孙一.欧美107杨苗木不同施N处理的生长生理响应[D].北京林业大学,森林培育,2013,硕士.
[2]李楚贞.中文微博主题层次识别方法研究[D].广东技术师范学院,系统理论,2014,硕士.
[3]陈怡婧.论初中语文课外阅读活动中文本的开发[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[4]曹丽丽.结合人眼视觉系统特性的PVD密写方法的研究[D].天津理工大学,光学工程,2013,硕士.
[5]邬强.柔性顶发射磷光白光有机发光二极管[D].南京邮电大学,信息材料,2013,硕士.
[6]王小波.温州市农村土地承包仲裁实践及对策研究[D].南京农业大学,农村区域发展,2011,硕士.
[7]徐意.时变需求下供应链订货定价问题的若干研究[D].浙江理工大学,基础数学,2013,硕士.
[8]韩菲.我国学前教育事业发展的财税政策研究[D].山东财经大学,财政学,2014,硕士.
[9]贝祝春.伯氏疟原虫青蒿素抗性相关基因表达差异分析[D].中国人民解放军军事医学科学院,药理学,2004,硕士.
[10]郭亮威.具有时延的网络控制系统的若干控制问题[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[11]薛丹凤.天然小分子化合物X15-2诱导细胞自噬的研究[D].安徽大学,细胞生物学,2014,硕士.
[12]赵冬旭.从归化与异化理论角度论电影现象学学术文章的翻译策略[D].北京外国语大学,翻译,2013,硕士.
[13]孙英云,游亚雄,侯建兰,蒲天骄,于汀.基于差分正交匹配追踪和Prony算法的低频振荡模态辨识[J].电力系统自动化,2015,10:69-74+167.
[14]庄岩.中学思想政治理论课教学艺术展现研究[D].辽宁师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[15]王淑婷.中职院校教务管理系统的设计与实现[D].厦门大学,软件工程,2014,硕士.
[16]刘锋,朱俊,魏俊峰,李毅,胡林华,戴松元.量子点敏化太阳电池[J].化学进展,2013,Z1:409-418.
[17]邹鼎杰.面向量子密钥分发后处理的LDPC码研究[D].国防科学技术大学,计算机科学与技术,2012,硕士.
[18]王少飞.氧化石墨烯的表面酸碱性质及其对U（Ⅵ）和Th（Ⅳ）的吸附研究[D].兰州大学,放射化学,2013,硕士.
[19]李一鸣,贺蕴秋.电化学共沉积氧化石墨烯/氧化锌纳米复合膜的光电转换性能[A].中国硅酸盐学会特种玻璃分会、中国科学院上海光学精密机械研究所.第七届中国功能玻璃学术研讨会暨新型光电子材料国际论坛论文集[C].中国硅酸盐学会特种玻璃分会、中国科学院上海光学精密机械研究所:,2014:1.
[20]孙永阁.我国政府信息公开问题研究[D].郑州大学,政治学理论,2013,硕士.
[21]张根社.企业家要树立市场经济的价值观[J].中国乡镇企业.2002(06)
[22]朱琳.某地区农村妇女子宫颈癌与妇科疾病筛查现状及意愿分析[D].大连医科大学,流行病与卫生统计学,2012,硕士.
[23]姚爽.一种并网逆变器控制策略的研究[D].浙江大学,2010.
[24]黄莹莹.水稻籽粒花色苷、矿质元素含量及相关性状的QTL定位[D].东北农业大学,作物遗传育种,2013,硕士.
[25]杨廷.90后大学生思想政治教育创新研究[D].南昌大学,思想政治教育,2012,硕士.
[26]关腾,方春林.日本三菱200t·m操作机主泵故障分析与改进[J].一重技术.2003(01)
[27]谢超.既有线上棚洞施工的接触网改造方案研究[D].西南交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[28]赖周艺.非圆横截面空心零件旋压成形机理研究[D].华南理工大学,2012.
[29]吕严.基于高通MSM7227平台的Android智能手机设计与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2012,硕士.
[30]徐淑霞.多晶硅高温压力传感器设计[D].沈阳工业大学,电气工程,2003,硕士.
[31]钟帆.娃哈哈品牌发展战略分析[D].浙江工业大学,2013.
[32]赵芳.心理真相的揭示与小说艺术的嬗变——论亨利·詹姆斯的内向化创作[D].吉林大学,比较文学与世界文学,2004,硕士.
[33]杨旭.无位置传感器PMSM电机控制器参数自动标定系统[D].吉林大学,无线电物理,2014,硕士.
[34]陈伟.高速列车车轮多边形问题研究[D].西南交通大学,车辆工程,2014,硕士.
[35]王子栋,郭治.摄动离散LYAPUNOV方程解的上下界估计[J].自动化学报,1999,01:120-124.
[36]潘杰.智能交通系统中最优路径选择的设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[37]鲁玫君.基于压缩感知的4DCBCT重建算法的研究[D].重庆大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[38]李品.基于电流法刮板输送机链条张紧方法研究[D].西安科技大学,机械电子工程,2014,硕士.
[39]苏绍勇,潘金贵.数据挖掘在软件维护中的应用[J].计算机科学,2005,10:245-248.
[40]张建珺.小学“德育生活化”的实践与探究[D].上海师范大学,教育,2013,硕士.
[41]郭春伟.120T牵引式框架车电液关键技术研究与工程实践[D].燕山大学,流体传动与控制,2014,硕士.
[42]刘陈.CRH5型高速动车组半实物仿真系统[D].北京交通大学,2014.
[43]马克明,张洁瑜,郭旭东,傅伯杰.农业景观中山体的植物多样性分布:地形和土地利用的综合影响[J].植物生态学报,2002,05:575-588.
[44]刘建婷.基于近红外BODIPY荧光染料的合成及应用[D].西北师范大学,化学工程,2014,硕士.
[45]温培威.Skyrme能量密度泛函研究原子核自旋—同位旋激发性质[D].中国科学院研究生院（近代物理研究所）,粒子物理与原子核物理,2014,硕士.
[46]陈贵海,周江宁.年龄对加速衰老小鼠储藏、挖掘和作窝行为的影响[J].中国临床康复,2004,34:7664-7667.
[47]吴肇贵.台湾最大食品集团“统一”的经营战略(下)[J].中外管理.1998(07)
[48]何国金,张晓美,焦伟利,胡德永,王威,李国靖,程博,项波.基于数据挖掘机制的卫星遥感信息智能处理方法研究[J].科学技术与工程,2005,24:1911-1915.
[49]梁殿文,胡金录,程洪涛.DFS-Ⅴ同步联机实现可控震源三维施工中异频段电台的并接[J].石油地球物理勘探,1999,S1:129-130+150.
[50]何丽梅,侯涛.环境绩效信息披露及其影响因素实证研究——来自我国上市公司社会责任报告的经验证据[J].中国人口.资源与环境,2010,08:99-104.