專利名稱：采用極對數(shù)坐標表示的分數(shù)階傅里葉變換的圖像配準方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像分析技術(shù)，具體涉及采用分數(shù)階傅里葉變換的圖像配準方法。
背景技術(shù)：
基于傅里葉(Rmrier)變換的圖像自動配準方法，由于不需要尋找控制點和傳感器參數(shù)進行圖像自動配準的優(yōu)點，被廣泛應用于數(shù)字圖像的實時處理中。大多數(shù)信號的頻率成分是隨時間變化的，即非平穩(wěn)信號。而傅里葉變換只能從整體上指出信號中曾經(jīng)出現(xiàn)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)有較大的波動尖峰狀，僅僅采用傅里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(wěn)定性，不利于頻域配準方法進一步向存在平移、旋轉(zhuǎn)和尺度的多譜段、多傳感器圖像配準問題擴展。作為Rmrier變換的一種廣義形式，分數(shù)階傅里葉變換(FRFT)可以解釋為信號在時頻平面內(nèi)坐標軸繞原點逆時針旋轉(zhuǎn)任意角度后構(gòu)成的分數(shù)階傅里葉域上的表示方式。如果信號的i^ourier變換可看成將其在時間軸上逆時針旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)任意角度α到u軸上的表示(U軸被稱為分數(shù)階傅里葉域)。從本質(zhì)上講，信號在分數(shù)階傅里葉域上的表示，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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于將分數(shù)階傅里葉變換(FRFT)引入到圖像配準領(lǐng)域，提出了基于對數(shù)極坐標分數(shù)階傅里葉變換的時頻域配準算法。非平穩(wěn)信號分析的時頻聯(lián)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征。為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案—種采用極對數(shù)坐標表示的分數(shù)階傅里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(zhuǎn)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(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r，旋轉(zhuǎn)角度θ構(gòu)成的極坐標系(r，θ )下表示為
權(quán)利要求
1. 一種采用極對數(shù)坐標表示的分數(shù)階傅里葉變換的圖像配準方法，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)角度針對二維的情況，若基準圖像I1和待配準圖像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r，旋轉(zhuǎn)角度θ構(gòu)成的極坐標系(r，θ )下表示為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用極對數(shù)坐標表示的分數(shù)階傅里葉變換(FRFT)的時頻域圖像配準算法，本發(fā)明將信號在分數(shù)階Fourier域上的表示，同時融合了信號在時域和頻域的信息，采用相位相關(guān)技術(shù)，將基準圖像和待配準圖像作FRFT變換，確定其平移參數(shù)，并通過對數(shù)-極坐標變換得到旋轉(zhuǎn)、縮放等配準參數(shù)。本發(fā)明能夠全面反映信號隨時間變化的頻率特征。
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(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者彭靜, 徐曉艷 申請人:上海海事大學