刘红亮，陈维义，许中胜(.海军工程大学兵器工程系，湖北武汉430033；.海军驻中南地区光电系统军事代表室，湖北武汉430073)

曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法*

刘红亮1，陈维义1，许中胜2
(1.海军工程大学兵器工程系，湖北武汉430033；2.海军驻中南地区光电系统军事代表室，湖北武汉430073)

针对传统亚像素配准算法存在精度不高、计算复杂的问题，提出了一种曲面拟合法和梯度法相结合的图像亚像素配准算法。采用9点相关系数曲面拟合法对图像进行粗配准，求得一个相对粗略的亚像素配准位置；在两幅图像中选取相同尺寸的子区图像，在粗略的亚像素配准位置基础上，采用梯度法最终获得精确的亚像素配准位置。不同平移关系下的样本图像亚像素配准对比实验结果表明，该算法实现了曲面拟合法和梯度法的优势互补，有效提高了图像配准的精度，最大配准绝对误差由0.17像素降低为0.02像素。

图像配准；亚像素；曲面拟合法；梯度法；泰勒展开

近年来，基于图像配准的测量系统在很多领域得到广泛应用，为了提高测量精度，除了采用更高分辨率和更大放大倍数的光学成像系统，还可以在现有光学成像系统的基础上对图像进行亚像素位移测量［1］。实践证明，在许多的情况下，整像素的位移测量很难满足实际的需要，亚像素配准技术是提高测量精度的一种有效的方法［2］。常用的亚像素配准算法主要有灰度插值法、曲面拟合法和梯度法等［3］。……