四元数傅里叶变换在图像配准中的应用研究

"该资源是一篇来自西安电子科技大学的硕士学位论文，由张锐娟撰写，导师为张建奇，专业为物理电子学，主题聚焦于图像配准理论及算法的研究。" 图像配准是图像处理中的核心问题，旨在对不同条件（如传感器、视角、时间或环境）下获取的相同场景图像进行对齐和叠加，主要涉及几何匹配。这一技术在多个领域有广泛应用，包括但不限于计算机视觉、医学成像与辅助治疗、遥感图像分析、三维建模以及图像拼接。 本文探讨了一种基于变换域的配准方法，特别是利用四元数理论与傅里叶变换相结合的策略。通过深入研究傅里叶变换域中的相位相关法，将其扩展到彩色图像配准中，提出了一种亚像元级别的四元数傅里叶变换相位相关算法。仿真结果证明了这种方法的有效性和准确性，并且四元数傅里叶变换与传统傅里叶变换相比具有相似性，但可能提供更多的优势。 此外，论文还关注了基于特征的配准方法，这类方法通过提取图像的显著特征来降低计算复杂度并提高算法效率。作者对SIFT（尺度不变特征变换）算法进行了深入分析，针对其不足进行了改进，并引入了两种新的特征描述方法——CSIFT（对比度增强SIFT）和SURF（加速稳健特征）。实验表明，这两种方法在保持高配准精度的同时，能实现更稳定、快速的配准过程，对于实时性要求较高的应用更具优势。 关键词涵盖了图像配准、仿射变换、相位相关、CSIFT和SURF，这表明论文的重点在于探讨这些概念在图像配准中的应用和优化。这篇论文为图像配准的理论与实践提供了新的视角和解决方案。