基于Harris算法的图像处理软件的设计

潘玲佼　洪悦　冯越

摘要：Harris算法是一种有效的基于点特征提取的角点检测算法。该算法能应用于图像配准、全景图像的拼接、运动目标的跟踪、物体识别、三维重建等应用中。在图像的角点检测中，Harris算法相对于其他算法的误检率低，并且检测的效率高，便于MATLAB软件编程实现相关功能。此外，Harris算法在图像处理技术中具有较高的稳定性和较强的抗干扰能力。该文以Harris算法为核心，以MATLAB软件为开发平台，设计了一款基于Harris算法的图像处理软件，实现了图像配准、图像拼接和图像识别等图像处理功能，该软件界面友好，可操作性较强。

关键词：Harris算法；图像配准；图像拼接

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：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

在计算机视觉和数字图像领域，角点的研究有着十分重要的意义。角点检测方法主要分为两类：基于图像边缘的检测方法和基于图像灰度的检测方法。前一个方法通常要对图像的边缘进行编码，这在极大程度上取决于图像分割与边缘提取，但是计算量比较大，并且如果待检测的目标局发生改变，就很可能导致操作失败。harris算法是基于图像灰度的方法，可以根据计算机点的曲率和梯度来进行角点检测，避免了前期方法中存在的不足，稳定性较高，抗干扰能力较强，是当前重点研究的方法。

1 Harris角点检测的基本原理

人眼对角点的检测往往是在局部的小窗口或小区域完成的，如果在各个方向上移动这个特定的小窗口，图像的灰度在小窗口内发生了较大的变化，这个情况下，就是在这个特定的小窗口内遇见了角点；如果在各个方向上移动这个特定的小窗口，小窗口内图像的灰度没有发生变化，那么这个特定的小窗口内角点就不存在；如果在某些方向移动这个特定的小窗口时，小窗口内图像的灰度发生了较大的变化，而在另外的方向移动这个特定的小窗口时，小窗口内图像的灰度没有发生变化，那么，这个小窗口内的图像可能就是一条直的线段[3]。

图像拼接技术是将有相同部分的两张图片拼接成一幅无缝的全景图片的技术[5]。在pinjie.m中，首先进行图像预处理，其次，用harris算法检测角点，并筛选合适的角点对，最后实施拼接。

图像识别，是运用计算机对图像进行分析、理解和处理，以识别各种不同模式的目标和对像的技术。在shibie.m中，经图像预处理和特征提取后进行决策分析。

4 实验结果与分析

参考文献：

[1] 高健，黄心汉，彭刚.基于Harris角点和高斯差分特征点提取算法[J].模式识别与人工智能，2008，21（2）：171-176.

[2] 张海燕，李元媛，储晨昀.基于图像分块的多尺度Harris角点检测方法[J].计算机应用，2011，43（2）：12-14.

[3] 张勇，余建平，孙军伟.基于Harris的角点匹配算法研究[J].计算机与现代化，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，柴亚辉.一种基于Harris角点特征精确配准的图像拼接方法[J].实验室研究与教程，2011，19（10）：10-13.

[6] 赵小川，何灏，缪远诚.MATLAB 数字图像处理实践[M].北京：机械工业出版社，2012.

[7] 胡晓军，许飞.MATLAB应用图像处理[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.