地图匹配算法的实时性研究
摘要
本文主要研究无人机目标定位系统中数字地图匹配的实
时性问题，从算法设计、硬件实现、软件实现方面分析了提
高数字地图匹配实时性的方法。
本文的研究重点是，提出了一种新颖的快速地图匹配算
法——基于多尺度分解与综合的匹配方法，该算法借鉴子波
多尺度分析的理论，利用多尺度的思想对图像进行分解变换。
为了易于算法的工程实现，它采用了平均变换来实现尺度变
换，降低了算法的复杂性。
算法首先对实时图模板和参考图同时进行多尺度分解比
较，然后利用比较结果进行尺度综合，得到靠近真实位置的
匹配区域，使匹配范围大大缩小，之后在该区域中进行逐象
素匹配逼近实时图所在的真实位置。
该算法由于进行了图像数据的预处理以及尺度信息的综
合从而极大地提高了匹配速度，同时依靠尺度的综合使得匹
配精度大大提高。在PC机中DOS环境下仿真结果表明，该
算法在匹配精度和匹配速度上都达到了较好的效果。是具有
应用价值的一种快速地图匹配算法。
Real-time of digital map matching in the target location system of UAV
(Unmanned Aerial Vehicle) is studied in this paper。
A speedy and novel digital map matching algorithm named multiscale
analysis and synthesis matching method is proposed in this paper, which is
the emphasis of my work。
Using the theory of wavelet multiresolution analysis for reference, this
paper uses the idea of multiscale to decompose and make the transformation
to the image0 For the convenience of project realization, this paper use
averaging operation to reduce calculation complexity。
The strategy of this algorithm is as follow:
Template of real-time image and reference image are decomposed
transformed and compared on the scale of 21、22、23、24;
Results of above is synthesized to locate area which is most nearest to
the true matching location, thus searching area is greatly decreased;
Searching the area of above by pixel through the standard function of
MAD to approach the true matching location。
Pretreatment of image and synthesis of scale information is the key to
the quick matching; Moreover synthesis of scale information is also the
important guarantee for precise matching。
Through the simulation at the environment of DOS in PC, the results
shows this algorithm is very efficient。 Accuracy and quickness of this
algorithm is much better than intensity-based correlation matching method
and at the same time, this method is not sensitive to noise, thus this
algorithm is worth developing。
时性问题，从算法设计、硬件实现、软件实现方面分析了提
高数字地图匹配实时性的方法。
本文的研究重点是，提出了一种新颖的快速地图匹配算
法——基于多尺度分解与综合的匹配方法，该算法借鉴子波
多尺度分析的理论，利用多尺度的思想对图像进行分解变换。
为了易于算法的工程实现，它采用了平均变换来实现尺度变
换，降低了算法的复杂性。
算法首先对实时图模板和参考图同时进行多尺度分解比
较，然后利用比较结果进行尺度综合，得到靠近真实位置的
匹配区域，使匹配范围大大缩小，之后在该区域中进行逐象
素匹配逼近实时图所在的真实位置。
该算法由于进行了图像数据的预处理以及尺度信息的综
合从而极大地提高了匹配速度，同时依靠尺度的综合使得匹
配精度大大提高。在PC机中DOS环境下仿真结果表明，该
算法在匹配精度和匹配速度上都达到了较好的效果。是具有
应用价值的一种快速地图匹配算法。
Real-time of digital map matching in the target location system of UAV
(Unmanned Aerial Vehicle) is studied in this paper。
A speedy and novel digital map matching algorithm named multiscale
analysis and synthesis matching method is proposed in this paper, which is
the emphasis of my work。
Using the theory of wavelet multiresolution analysis for reference, this
paper uses the idea of multiscale to decompose and make the transformation
to the image0 For the convenience of project realization, this paper use
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The strategy of this algorithm is as follow:
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transformed and compared on the scale of 21、22、23、24;
Results of above is synthesized to locate area which is most nearest to
the true matching location, thus searching area is greatly decreased;
Searching the area of above by pixel through the standard function of
MAD to approach the true matching location。
Pretreatment of image and synthesis of scale information is the key to
the quick matching; Moreover synthesis of scale information is also the
important guarantee for precise matching。
Through the simulation at the environment of DOS in PC, the results
shows this algorithm is very efficient。 Accuracy and quickness of this
algorithm is much better than intensity-based correlation matching method
and at the same time, this method is not sensitive to noise, thus this
algorithm is worth developing。
引文
[1] 杨翔英 章毓晋 小波轮廓描述符及在图像查询中的应用 计算机学报22， (752-757) (1999，7)
[2] 郭立 涂承杰 基于视觉特性的子波图像编码 中国科学技术大学学报 第 27卷 第4期 1997年12月
[3] 周杰 陈武凡 广义模糊算子应用于图像边缘检测中参数的选择与经验计算 中国图像图形学报2，(108-110) (1997，3)
[4] 蔡靖 杨晋生 丁润涛 模糊加权均值滤波器 中国图像图形学报 第5卷(A 版)第1期 2000年1月
[5] Ki-Seung Lee．Eun Suk Kim．Won Doh，and Dae Hee Youn Image Enhancement Based on Signal Subspace Approach IEEE transaction on image processing Vol．8 No．8(1999，8)
[6] Shang-Hong Lai Robust Image Matching under Partial Occulusion and SpatiallY Varying Illumination Chang Computer vision and Image Understanding 78，84-98(2000)
[7] 田金文 苏康 柳健 基于局部熵差的图像匹配方法--算法及计算机仿真 宇航学报 第20卷 第1期 1999年1月
[8] 熊惠霖 张天序 桑农 钟胜 基于小波多尺度表示的图像匹配研究 红外与 激光工程 第28卷 第3期 1999年6月
[9] 田金文 柳健 张天序 基于模糊信息理论的景像匹配方法 红外与激光工程 第27卷第3期 1998年6月
[10] 高世海 戴文刚 田仲 应用分形特征的景象匹配仿真 中国图像图形学报 第5卷(A版)第9期 200年9月
[11] 徐光佑 李经纬等 面向流水线结构的并行匹配算法 计算机学报 1993年 16(2) ：113-121
[12] Siegel LJ，et al·Parallel Processing Approaches to Image Correlation IEEE Trans Comput 1982，c-31(3) ：208-217
[13] Tsai H R，Horing SJ，TsaiSS Optimal Speed-up Parallel Image Template Matching Algorithms on Processor Arrays with a Reconfiguruble Bus System Computer Vision and Image Understand，1998 71(3) ：393-412
[14] 徐光佑 李经纬等 面向流水线结构的并行匹配算法 计算机学报1993年 16(2) ：113-121
[15] C．C．Ormsby,Advanced Scene Matching Techniques，NAECON 1979
[16] ．J．Pearson，D．C．Hines，video-rate Image Correlation Processor,SPIE，Vol-119，1977
[17] S．Tanimoto，T．PaVlidis，A Hierarchical data Structure for Picture Processing， Computer Graphics and Image Processing，No：4，1975．
[18] 屈玉贵 梁晓雯 编著 并行处理系统结构 中国科学技术大学出版社 安 徽 1999
[19] [英]R·J 奥芬 主编 图像的并行处理技术 北京 科学出版社
[20] 郑纬民 汤志忠 编著 计算机系统结构(第二版) 北京清华大学出版 社 1998
[21] 刘杰 毛二可等 图像处理中的编程技术 微型机与应用1998年第4期
[22] 赵松年 熊晓芸著 子波变换与子波分析 北京 电子工业出版社1996
[23] 陈逢时 编著 子波变换理论及其在信号处理中的应用 北京 国防工业大学 出版社1998
[24] 郑南宁著 计算机视觉与模式识别 北京 国防工业出版社
[25] 张雪松 倪国强等 带有DSP芯片的新型数字图像处理系统 光电技术 第 4期1997年7月
[26] 任丽香 马淑芬 等编著 TMS320C6000系列DSPs的原理与应用 北京 电 子工业出版社2000
[27] 应用数学和信号处理相遇 Stephane Mallat著 陈刚 池哲儒等译 高校应 用数学学报 第14卷A辑第3期
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[23] 陈逢时 编著 子波变换理论及其在信号处理中的应用 北京 国防工业大学 出版社1998
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