專利名稱：采用極對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的圖像配準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像分析技術(shù)，具體涉及采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的圖像配準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
基于傅里葉(Rmrier)變換的圖像自動(dòng)配準(zhǔn)方法，由于不需要尋找控制點(diǎn)和傳感器參數(shù)進(jìn)行圖像自動(dòng)配準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)處理中。大多數(shù)信號(hào)的頻率成分是隨時(shí)間變化的，即非平穩(wěn)信號(hào)。而傅里葉變換只能從整體上指出信號(hào)中曾經(jīng)出現(xiàn)過的頻率成分，不能展示信號(hào)的頻率是如何隨時(shí)間變化的。圖像的二維傅里葉變換幅值在其零頻率的較小鄰域上呈現(xiàn)有較大的波動(dòng)尖峰狀，僅僅采用傅里葉變換已不能準(zhǔn)確給出低頻段上的近似值，這將大大降低該配準(zhǔn)算法的穩(wěn)定性，不利于頻域配準(zhǔn)方法進(jìn)一步向存在平移、旋轉(zhuǎn)和尺度的多譜段、多傳感器圖像配準(zhǔn)問題擴(kuò)展。作為Rmrier變換的一種廣義形式，分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(FRFT)可以解釋為信號(hào)在時(shí)頻平面內(nèi)坐標(biāo)軸繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)任意角度后構(gòu)成的分?jǐn)?shù)階傅里葉域上的表示方式。如果信號(hào)的i^ourier變換可看成將其在時(shí)間軸上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)π Λ到頻率軸上的表示，則FRFT 可以看成將信號(hào)在時(shí)間軸上逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)任意角度α到u軸上的表示(U軸被稱為分?jǐn)?shù)階傅里葉域)。從本質(zhì)上講，信號(hào)在分?jǐn)?shù)階傅里葉域上的表示，同時(shí)融合了信號(hào)在時(shí)域和頻域的信息，因此被認(rèn)為是一種時(shí)頻分析方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于將分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(FRFT)引入到圖像配準(zhǔn)領(lǐng)域，提出了基于對(duì)數(shù)極坐標(biāo)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的時(shí)頻域配準(zhǔn)算法。非平穩(wěn)信號(hào)分析的時(shí)頻聯(lián)合分布可以將一維的時(shí)域信號(hào)映射到二維的時(shí)頻域平面，全面反映信號(hào)隨時(shí)間變化的頻率特征。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案—種采用極對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的圖像配準(zhǔn)方法，該方法包括如下具體步驟(1)求出尺度因子和旋轉(zhuǎn)角度針對(duì)二維的情況，若基準(zhǔn)圖像I1和待配準(zhǔn)圖像I2具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度關(guān)系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(zhuǎn)角，s為尺度因子，(ΔΧ，Ay)為平移參數(shù)；設(shè)I1和I2的FRFT變換為義和;T2，上式的FRFT變換在尺度坐標(biāo)r，旋轉(zhuǎn)角度θ構(gòu)成的極坐標(biāo)系(r，θ )下表示為
權(quán)利要求
1. 一種采用極對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的圖像配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法包括如下具體步驟(1)求出尺度因子和旋轉(zhuǎn)角度針對(duì)二維的情況，若基準(zhǔn)圖像I1和待配準(zhǔn)圖像I2具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度關(guān)系 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(zhuǎn)角，s為尺度因子，(Δχ, Ay)為平移參數(shù)；設(shè)I1和I2 KFRFT變換為么和h，上式的FRFT變換在尺度坐標(biāo)r，旋轉(zhuǎn)角度θ構(gòu)成的極坐標(biāo)系(r，θ )下表示為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用極對(duì)數(shù)坐標(biāo)表示的分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(FRFT)的時(shí)頻域圖像配準(zhǔn)算法，本發(fā)明將信號(hào)在分?jǐn)?shù)階Fourier域上的表示，同時(shí)融合了信號(hào)在時(shí)域和頻域的信息，采用相位相關(guān)技術(shù)，將基準(zhǔn)圖像和待配準(zhǔn)圖像作FRFT變換，確定其平移參數(shù)，并通過對(duì)數(shù)-極坐標(biāo)變換得到旋轉(zhuǎn)、縮放等配準(zhǔn)參數(shù)。本發(fā)明能夠全面反映信號(hào)隨時(shí)間變化的頻率特征。
文檔編號(hào)G06F17/14GK102521834SQ20111041091
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者彭靜, 徐曉艷 申請(qǐng)人:上海海事大學(xué)