基于SIFT特征的图像配准(Matlab源代码)

基于基于 SIFT 特征的图像配准（附特征的图像配准（附 Matlab 源代码）源代码） 本文先给出了采用 SIFT 方法进行图像配准的实验原图以及实验结果，最后附上 Matlab 源代码。 实验一： 实验一的图像（见图 1.1）是本人自己拍摄的，然后由软件裁剪成 400400 像素而成， 其中参考图像和待配准图像之间有重叠部分，且具有一定的旋转。这是一般难度的图像配准。 （图 1.1 参考图像（左图）和待配准图像（右图） ） 经过筛选后的能作为配准控制点的 SIFT 匹配特征点对见下图 1.2 所示。 （图 1.2 经过筛选后的能作为配准控制点的 SIFT 匹配特征点对） 配准后的图像见下图 1.3 所示。 （1.3 配准后的图像） 实验二： 实验二的图像 （见图 2.1） 是本人自己在同一地点不同角度拍摄的， 然后由软件裁剪成 600 450 像素而成，其中参考图像和待配准图像之间有重叠部分，且具有一定的旋转。这是具有 一定难度的图像配准。 （图 2.1 参考图像（左图）和待配准图像（右图） ） 经过筛选后的能作为配准控制点的 SIFT 匹配特征点对见下图 2.2 所示。 （图 2.2 经过筛选后的能作为配准控制点的 SIFT 匹配特征点对） 配准后的图像见下图 1.3 所示。 （2.3 配准后的图像） 实验三： 实验三的图像（见图 3.1）是两幅 SAR 图像，大小为 400400 像素，其中参考图像和待 配准图像之间有重叠部分，且具有一定的旋转。这是具有难度的图像配准。 （图 3.1 参考图像（左图）和待配准图像（右图） ） 经过筛选后的能作为配准控制点的 SIFT 匹配特征点对见下图 3.2 所示。 （图 3.2 经过筛选后的能作为配准控制点的 SIFT 匹配特征点对） 配准后的图像见下图 3.3 所示。 （3.3 配准后的图像） 下面是 Matlab 源代码，共计 13 个*.m 文件和 1 个*.exe 文件，其中 siftWin32 .exe 文件需 要自行下载，下载链接为 格式的源代码的，到 进行下载。 Zoo_main.m close all;clear all;clc; im1=imread(image dataimage3_1.jpg); im2=imread(image dataimage3_2.jpg); gray1=zoo_x2gray(im1); gray2=zoo_x2gray(im2); des1,loc1=zoo_sift(gray1); des2,loc2=zoo_sift(gray2); figure;zoo_drawPoints(im1,loc1,im2,loc2); Num=3;Thresh=0.85; match=zoo_BidirectionalMatch(des1,des2,Num ,Thresh); clear des1 des2 loc1=loc1(match(:,1),:); loc2=loc2(match(:,2),:); figure;zoo_linePoints(im1,loc1,im2,loc2); agl=zoo_getRotAgl(loc1,loc2); figure;zoo_drawRotAglHist(agl); opt=zoo_optIndex(agl); loc1=loc1(opt,:); loc2=loc2(opt,:); figure;zoo_linePoints(im1,loc1,im2,loc2); T=zoo_getTransMat(gray1,loc1,gray2,loc2); im=zoo_imRegist(im1,im2,T); figure,imshow(im); zoo_x2gray.m function gray=zoo_x2gray(im) if length(size(im)=3 gray=rgb2gray(im); else gray=im; end gray=uint8(medfilt2(double(gray); zoo_sift.m function des,loc=zoo_sift(im) row,col=size(im); f=fopen(tmp.pgm,w); if f=-1 error(Could not create file tmp.pgm.); end fprintf(f, P5n%dn%dn255n, col, row); fwrite(f,im,uint8); fclose(f); if isunix command = !./sift ; else command = !siftWin32 ; end command = command tmp.key; eval(command); g=fopen(tmp.key,r); if g=-1 error(Could not open file tmp.key.); end header,cnt=fscanf(g,%d %d,1 2); if cnt=2 error(Invalid keypoint file beginning.); end num=header(1); len=header(2); if len=128 error(Keypoint descriptor length invalid (should be 128).); end loc=double(zeros(num,4); des=double(zeros(num,128); for k=1:num vector,cnt=fscanf(g, %f %f %f %f, 1 4); if cnt=4 error(Invalid keypoint file format); end loc(k,:)=vector(1,:); descrip, count = fscanf(g, %d, 1 len); if (count = 128) error(Invalid keypoint file value.); end descrip = descrip / sqrt(sum(descrip.2); des(k, :) = descrip(1, :); end fclose(g); for k=1:size(des,1) des(k,:)=des(k,:)/sum(des(k,:); end delete tmp.key tmp.pgm zoo_drawPoints.m function zoo_drawPoints(im1,loc1,im2,loc2) im=zoo_appendingImages(im1,im2); imshow(im); hold on set(gcf,Color,w); plot(loc1(:,2),loc1(:,1),r*,loc2(:,2)+size(im1,2),l oc2(:,1),b*); hold off zoo_BidirectionalMatch.m function match=zoo_BidirectionalMatch(des1,des2,Num ,Thresh) X=sum(des1.2,2); Y=sum(des2.2,2); XY=des1*des2;zoo_BidirectionalMatch corr=XY./sqrt(X*Y); corr1,ix1=sort(corr,2,descend); corr1=corr1(:,1:Num); ix1=ix1(:,1:Num); row1,col1=find(corr1Thresh); match12=zeros(length(row1),2); match12(:,1)=row1; match12(:,2)=ix1(size(corr1,1)*(col1-1)+row1); clear corr1 ix1 row1 col1 corr2,ix2=sort(corr,1,descend); corr2=corr2(1:Num,:); ix2=ix2(1:Num,:); row2,col2=find(corr2Thresh); match21=zeros(length(col2),2); match21(:,1)=ix2(Num*(col2-1)+row2); match21(:,2)=col2; clear corr2 ix2 row2 col2 m1=match12(:,1)*10000+match12(:,2); m2=match21(:,1)*10000+match21(:,2); clear match12 match=; for k=1:length(m1) re=m1(k)-m2; idx=find(re=0); if isempty(idx) match=match;match21(idx,:); end end zoo_linePoints.m function zoo_linePoints(im1,loc1,im2,loc2) im=zoo_appendingImages(im1,im2); imshow(im); hold on set(gcf,Color,w); plot(loc1(:,2),loc1(:,1),r*,loc2(:,2)+size(im1,2),l oc2(:,1),b*); for k=1:size(loc1,1) text(loc1(k,2)-10,loc1(k,1),num2str(k),Color,y, FontSize,12); text(loc2(k,2)+size(im1,2)+5,loc2(k,1),num2str( k),Color,y,FontSize,12); line(loc1(k,2) loc2(k,2)+size(im1,2),. loc1(k,1) loc2(k,1),Color,g); end hold off zoo_getRotAgl.m function agl=zoo_getRotAgl(loc1,loc2) ori1=loc1(:,4); ori2=loc2(:,4); agl=ori2-ori1; agl=agl*180/pi; zoo_drawRotAglHist.m function zoo_drawRotAglHist(agl) agl=agl(agl-180); agl=agl(agl180); hist(agl,180); hold on set(gcf,Color,w); xlabel(Rotated Angle(); ylabel(Number of Feature Point); hold off zoo_getTransMat.m function T=zoo_getTransMat(gray1,loc1,gray2,loc2) gray1=double(gray1); gray2=double(gray2); N=size(loc1,1); iter=N*(N-1)*(N-2)/6; SEL=zeros(iter,3); count=1; for i=1:N-2 for j=2:N-1 for k=3:N if i=1 else im(i,j)=im2(ny,nx); end end end end end im=imCrop(im); im=uint8(im); function im=imCrop(pic) if length(size(pic)=3 gray=rgb2gray(pic); else gray=pic; end SZ=length(gray); k=1; while k0 if any(any(gray(k,:) break end k=k-1; end bottom=k; k=1; while k0 if any(any(gray(:,k) break end k=k-1; end right=k; if