潘玲佼　洪悅　馮越

摘要：Harris算法是一種有效的基于點(diǎn)特征提取的角點(diǎn)檢測算法。該算法能應(yīng)用于圖像配準(zhǔn)、全景圖像的拼接、運(yùn)動目標(biāo)的跟蹤、物體識別、三維重建等應(yīng)用中。在圖像的角點(diǎn)檢測中，Harris算法相對于其他算法的誤檢率低，并且檢測的效率高，便于MATLAB軟件編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。此外，Harris算法在圖像處理技術(shù)中具有較高的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的抗干擾能力。該文以Harris算法為核心，以MATLAB軟件為開發(fā)平臺，設(shè)計(jì)了一款基于Harris算法的圖像處理軟件，實(shí)現(xiàn)了圖像配準(zhǔn)、圖像拼接和圖像識別等圖像處理功能，該軟件界面友好，可操作性較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：Harris算法；圖像配準(zhǔn)；圖像拼接

中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）26-6085-03

Abstract： Harris algorithm is an effective corner detection algorithm that is based on point feature extraction.It can be used for registrating image， stitching panoramic image， moving target tracking， recogniting object， reconstructing 3D image and other applications. Harris algorithm has lower detection error and higher detection efficient than other algorithms， and it is easy for MATLAB software to realize some related functions. In addition， Harris algorithm has high stability and strong anti-jamming capability in image processing technology. The paper designed an image processing software based on Harris algorithm and use MATLAB software as a development platform. The designed software realized the image processing applications including image iregistration， image stitching and image recognition. The software has a friendly interface， strong operability.

Key words： Harris algorithm； Image registration； Image Stitching

在計(jì)算機(jī)視覺和數(shù)字圖像領(lǐng)域，角點(diǎn)的研究有著十分重要的意義。角點(diǎn)檢測方法主要分為兩類：基于圖像邊緣的檢測方法和基于圖像灰度的檢測方法。前一個方法通常要對圖像的邊緣進(jìn)行編碼，這在極大程度上取決于圖像分割與邊緣提取，但是計(jì)算量比較大，并且如果待檢測的目標(biāo)局發(fā)生改變，就很可能導(dǎo)致操作失敗。harris算法是基于圖像灰度的方法，可以根據(jù)計(jì)算機(jī)點(diǎn)的曲率和梯度來進(jìn)行角點(diǎn)檢測，避免了前期方法中存在的不足，穩(wěn)定性較高，抗干擾能力較強(qiáng)，是當(dāng)前重點(diǎn)研究的方法。

1 Harris角點(diǎn)檢測的基本原理

人眼對角點(diǎn)的檢測往往是在局部的小窗口或小區(qū)域完成的，如果在各個方向上移動這個特定的小窗口，圖像的灰度在小窗口內(nèi)發(fā)生了較大的變化，這個情況下，就是在這個特定的小窗口內(nèi)遇見了角點(diǎn)；如果在各個方向上移動這個特定的小窗口，小窗口內(nèi)圖像的灰度沒有發(fā)生變化，那么這個特定的小窗口內(nèi)角點(diǎn)就不存在；如果在某些方向移動這個特定的小窗口時(shí)，小窗口內(nèi)圖像的灰度發(fā)生了較大的變化，而在另外的方向移動這個特定的小窗口時(shí)，小窗口內(nèi)圖像的灰度沒有發(fā)生變化，那么，這個小窗口內(nèi)的圖像可能就是一條直的線段[3]。

圖像拼接技術(shù)是將有相同部分的兩張圖片拼接成一幅無縫的全景圖片的技術(shù)[5]。在pinjie.m中，首先進(jìn)行圖像預(yù)處理，其次，用harris算法檢測角點(diǎn)，并篩選合適的角點(diǎn)對，最后實(shí)施拼接。

圖像識別，是運(yùn)用計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行分析、理解和處理，以識別各種不同模式的目標(biāo)和對像的技術(shù)。在shibie.m中，經(jīng)圖像預(yù)處理和特征提取后進(jìn)行決策分析。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

參考文獻(xiàn)：

[1] 高健，黃心漢，彭剛.基于Harris角點(diǎn)和高斯差分特征點(diǎn)提取算法[J].模式識別與人工智能，2008，21（2）：171-176.

[2] 張海燕，李元媛，儲晨昀.基于圖像分塊的多尺度Harris角點(diǎn)檢測方法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2011，43（2）：12-14.

[3] 張勇，余建平，孫軍偉.基于Harris的角點(diǎn)匹配算法研究[J].計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2011，11（2）：132-136.

[4] Chalechale A，Naghdy G，Mertins A.Sketch based image matching using angular Partitioning systems[J].IEEE Trans on Man and Cybernetics PartA，2005，11（1）：28-41.

[5] 涂春萍，柴亞輝.一種基于Harris角點(diǎn)特征精確配準(zhǔn)的圖像拼接方法[J].實(shí)驗(yàn)室研究與教程，2011，19（10）：10-13.

[6] 趙小川，何灝，繆遠(yuǎn)誠.MATLAB 數(shù)字圖像處理實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[7] 胡曉軍，許飛.MATLAB應(yīng)用圖像處理[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2011.