张轶飞，牛守瑞，马 娜，张长泉



一种新的基于多频谱叠加的图像配准算法

张轶飞1，牛守瑞1，马 娜2，张长泉1

（1. 63963部队 北京 100072；2. 中科院高能物理研究所 北京 100049）

针对现有频域法FFT和PPFFT对于大倍率图像配准精度和计算效率难以同时保证的问题，研究了一种基于多重频谱叠加的频域算法，为最大限度减小插值误差噪声，该算法采用多分辨率频谱插值，构造出更接近对数极坐标网格。文中给出分辨率参数设置和算法流程。最后通过算例验证，结果表明：本算法对无裁减图像最大配准倍率可至10，对裁减图像可至5，而FFT和PPFFT（无迭代）对于两种类型图像都约为2；相对于特征点匹配法，本算法也适用于更大倍率的图像配准，从而验证了该算法的准确性和可行性。

多重频谱；大倍率配准；对数极坐标；插值误差

0 引言

图像配准是图像运动估计的关键，广泛应用于图像嵌入、视频压缩、电子稳像及图像增强等领域[1-5]。一般地，配准方法主要分为空域法和频域法两种。频域法主要有傅里叶变换法（FFT）[6-7]、伪极数傅里叶变换法（Pseudo Polar FFT，PPFFT）[8-10]等。空域法主要有块匹配法[11]、灰度投影法[12]及特征匹配法等[13]。相较于空域法，频域法抗噪性强、不受亮度变化影响，且计算简单，易于实现。在传统的FFT法和PPFFT法实现过程中，坐标变换易产生较大的插值误差，使配准精度降低。FFT法最高配准倍率较低，最高为2[7]，而PPFTT法最高配准倍率虽可达4[9]，但需经过多次迭代，计算效率则较低。显然传统方法在配准倍率和计算效率上难以兼备。……