计算机视觉 | 面试题：39、图像配准技术

问题

在我的一个传统图像处理项目中用到了图像配准技术，太久都忘了，为了防止面试被问到答不上来，这里还是要简要总结下。关于图像配准的概念，在另一个问题 “图像拼接原理介绍” 中也大体上介绍了一下，不过没那么详细。

随着技术的发展，图像配准已经有了深度学习的方法，但是我们这里讨论的还是传统的基于特征的方法。

图像配准流程

假设我们要对一张参考图像和一张待配准图像之间进行图像配准，主要基于三个步骤：关键点检测和特征描述，特征匹配，图像变形。简而言之，我们在两幅图像中选择兴趣点，将参考图像中的每个兴趣点和它在待配准图像中的对应点关联起来，然后对待批准图像进行变换，这样两幅图像就得以对齐。

关键点检测和特征描述

关键点就是感兴趣的点。它定义了一幅图像中重要并且有特点的地方（如角，边等）。每个关键点都由一个描述子（包含关键点本质特点的特征向量）表征。描述子应该对图像变换（如位置变换、缩放变换、亮度变换等）是鲁棒的。很多算法都要执行关键点检测和特征描述，主流的关键点检测算法有：

SIFT（Scale-invariant feature transform，尺度不变的特征变换）是用于关键点检测的原始算法，但是它并不能免费地被用于商业用途。SIFT 特征描述子对均衡的缩放，方向、亮度变化是保持不变的，对仿射形变也是部分不变的。SURF（Speeded