採用極對數坐標表示的分數階傅立葉變換的圖像配準方法
2023-05-02 01:37:31
專利名稱:採用極對數坐標表示的分數階傅立葉變換的圖像配準方法
技術領域:
本發明涉及一種圖像分析技術,具體涉及採用分數階傅立葉變換的圖像配準方法。
背景技術:
基於傅立葉(Rmrier)變換的圖像自動配準方法,由於不需要尋找控制點和傳感器參數進行圖像自動配準的優點,被廣泛應用於數字圖像的實時處理中。大多數信號的頻率成分是隨時間變化的,即非平穩信號。而傅立葉變換隻能從整體上指出信號中曾經出現過的頻率成分,不能展示信號的頻率是如何隨時間變化的。圖像的二維傅立葉變換幅值在其零頻率的較小鄰域上呈現有較大的波動尖峰狀,僅僅採用傅立葉變換已不能準確給出低頻段上的近似值,這將大大降低該配準算法的穩定性,不利於頻域配準方法進一步向存在平移、旋轉和尺度的多譜段、多傳感器圖像配準問題擴展。作為Rmrier變換的一種廣義形式,分數階傅立葉變換(FRFT)可以解釋為信號在時頻平面內坐標軸繞原點逆時針旋轉任意角度後構成的分數階傅立葉域上的表示方式。如果信號的i^ourier變換可看成將其在時間軸上逆時針旋轉π Λ到頻率軸上的表示,則FRFT 可以看成將信號在時間軸上逆時針旋轉任意角度α到u軸上的表示(U軸被稱為分數階傅立葉域)。從本質上講,信號在分數階傅立葉域上的表示,同時融合了信號在時域和頻域的信息,因此被認為是一種時頻分析方法。
發明內容
本發明的目的在於將分數階傅立葉變換(FRFT)引入到圖像配準領域,提出了基於對數極坐標分數階傅立葉變換的時頻域配準算法。非平穩信號分析的時頻聯合分布可以將一維的時域信號映射到二維的時頻域平面,全面反映信號隨時間變化的頻率特徵。為達到上述目的,本發明採用如下的技術方案—種採用極對數坐標表示的分數階傅立葉變換的圖像配準方法,該方法包括如下具體步驟(1)求出尺度因子和旋轉角度針對二維的情況,若基準圖像I1和待配準圖像I2具有平移、旋轉和尺度關係I1 [s (XCOS θ 0+ysin θ 0) + Δχ, s (_xsin θ 0+ycos θ 0) + Δ y] = I2 (χ, y)其中θ ^為旋轉角,s為尺度因子,(ΔΧ,Ay)為平移參數;設I1和I2的FRFT變換為義和;T2,上式的FRFT變換在尺度坐標r,旋轉角度θ構成的極坐標系(r,θ )下表示為
權利要求
1. 一種採用極對數坐標表示的分數階傅立葉變換的圖像配準方法,其特徵在於,所述方法包括如下具體步驟(1)求出尺度因子和旋轉角度針對二維的情況,若基準圖像I1和待配準圖像I2具有平移、旋轉和尺度關係 I1 [s (xcos 9 0+ysin θ 0) + Δ χ, s (-xsin θ 0+ycos θ 0) + Δ y] = I2 (χ, y) 其中θ ^為旋轉角,s為尺度因子,(Δχ, Ay)為平移參數;設I1和I2 KFRFT變換為麼和h,上式的FRFT變換在尺度坐標r,旋轉角度θ構成的極坐標系(r,θ )下表示為
全文摘要
本發明公開了一種採用極對數坐標表示的分數階傅立葉變換(FRFT)的時頻域圖像配準算法,本發明將信號在分數階Fourier域上的表示,同時融合了信號在時域和頻域的信息,採用相位相關技術,將基準圖像和待配準圖像作FRFT變換,確定其平移參數,並通過對數-極坐標變換得到旋轉、縮放等配準參數。本發明能夠全面反映信號隨時間變化的頻率特徵。
文檔編號G06F17/14GK102521834SQ20111041091
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者彭靜, 徐曉豔 申請人:上海海事大學