一种获得差分图像的预处理方法技术

本发明专利技术提供一种获得差分图像的预处理技术，特别是一种对输入的两幅发生特定变形的数字图像，逐步进行图像横、纵向拉压变形、旋转变形和平移变形的恢复处理，实现图像重合，最终得到可差分的两幅图片的方法。所述发生特定变形是指图像仅发生了横、纵向拉压变形、旋转变形和平移变形中的一种或多种，且横、纵向拉压变形的发生在最后。其特征在于输入两幅图像，不管两幅图像间有无相对变形，有什么相对变形，均对第二幅图像依次进行针对横、纵向拉压、旋转以及平移这三种变形的恢复处理，使两图的公共部分完全重合，然后进行图像差分，输出一幅凸现出两张照片公共部分相异部位的图像。采用该方法便可以对输入的照片进行自动的比对、恢复和差分，获得清晰的差分图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种获得差分图像的预处理技术，特别是一种对输入的两幅发生特定变形的数字图像，逐步进行图像横、纵向拉压变形、旋转变形和平移变形的恢复处理，实现图像重合，最终得到可差分的两幅图片的方法。所述发生特定变形是指图像仅发生了横、纵向拉压变形、旋转变形和平移变形中的一种或多种，且横、纵向拉压变形的发生在最后。采用该方法，可以快速进行图像的自动比对、恢复，通过此方法进行预处理的图片经过差分可得到清晰的差分图像。在需要对同一客体进行多次拍照时，往往由于拍照中无法避免的客观条件的变化，而使得各次拍照的图片上的图像出现变形、移动等现象，因此，无法通过图像比对找出被拍照客体的本身变化。对此，可以运用本专利技术进行有效的恢复处理。
技术介绍
数字图像差分技术广泛应用于医学、制造业和电子产业等领域之中，用于实现运动估算、缺陷检测和图像识别等功能。要对数字图像进行图像差分，前提便是两幅图像上对应像素点的坐标相同，由于操作者的原因，或是成像的原因等，使得两张照片上的图像很难不发生变形而完全重合，这就造成了差分在实现上的障碍，若要进行图像差分，就必须先对图像的变形进行恢复处理，实现图像的重合。目前的软件图像差分技术对于差分前图像变形的恢复处理，可分为以下几种情况 1.仅能对完全重合、无变形的图像进行图像差分。 2.仅局限于对图像进行平移变形的恢复处理，然后进行图像差分。 3.采用对图像进行数值计算的方法(如傅立叶变换像的振幅谱等)进行差分，因而可以不用进行图像位置调整的预处理。 对于数字图像而言，上述的方法存在的问题如下 1.能够进行差分处理的图像具有一定的局限性，对进行差分的图像具有与参考图像完全重合或仅发生平移变形的要求； 2.采用数值计算的方法，虽然避开了图像变形的还原处理，但也带来了复杂的数学计算和处理速度慢的问题等新的问题。 所以，对于数字图像差分的实现，需要一种可以自动对多种图像变形进行快速的自动比对、识别和恢复处理的预处理技术。常见图像的变形主要有横、纵向拉压变形、旋转变形和平移变形，本专利技术提出了针对此三类变形的图像差分预处理的方法。同时图像也可能存在着扭曲和辐射状畸变等多种形式的变形，本方法不适合于处理这些形式的变形。
技术实现思路
本专利技术针对现有数字图像差分技术中存在的缺陷或不足，提供，采用该方法，可以对输入的两幅发生特定变形的数字图像，按照一定的步骤，快速进行图像变形的恢复处理，实现图像重合，以利于获得清晰的差分图像。 所述发生特定变形是指图像仅发生了横、纵向拉压变形、旋转变形和平移变形中的一种或多种，且横、纵向拉压变形的发生在最后或者可以假设发生在最后。利用该方法，通过VisualBasic等软件进行编程，便可以快速对数字图像进行自动的比对、恢复和差分。 本专利技术的技术方案如下 ，其特征在于包括以下步骤 步骤1，确定需要进行差分处理或需要实现图像重合的两幅图像，并将其中一幅作为参考件图像，另一幅作为待差分图像； 步骤2，从两幅图像中确定相应的两个待差分区域； 步骤3，按照同一性对应的原则，在每个待差分区域中选取三个特征点，各自连成三角形，即参考件三角形和待差分三角形； 步骤4，处理待差分图像的横/纵向拉压变形，通过反向拉压使得待差分三角形与参考件三角形的对应边相等，得到一幅剩下旋转和平移变形的第一过渡图像； 步骤5，处理第一过渡图像的旋转变形，通过反向旋转使得待差分三角形与参考件三角形的对应边相平行，得到一幅剩下平移变形的第二过渡图像；或者，处理第一过渡图像的平移变形，通过反向平移使得待差分三角形与参考件三角形的一个对应顶点坐标点相同，得到一幅剩下旋转变形的第二过渡图像； 步骤6，针对剩下平移变形的第二过渡图像，通过反向平移使得待差分三角形与参考件三角形的对应顶点重合，即实现图像重合；针对剩下旋转变形的第二过渡图像，通过反向旋转使得待差分三角形与参考件三角形的对应边重合，即实现图像重合。 所述步骤2中的待差分区域可以为整幅图像或一部分。 所述步骤3中的三个特征点，其分布与待差分区域的大小相匹配。 所述步骤3中的三角形是一个锐角三角形。 对于所述步骤5中得到的第二过渡图像，将其与参考件图像进行比较，得出两者的公共区域，并将非公共区域剪裁掉。 所述差分图像是指将两幅图像对应像素点的RGB值进行异或运算后得到的图像。 本专利技术的技术效果如下 1.实现了经过特定变形的图像的恢复处理。 2.实现了经过特定变形的图像的与参考图像的便捷的差分处理。 通过图像变形的恢复操作，可以快速对输入图像自动依次进行横、纵向拉压、旋转和平移变形恢复处理，实现图像重合，然后进行图像差分，得到差分图像。 本专利技术将差分的基础图像称为参考件，不论待差分图像相对于参考件是否发生有相对变形，发生有怎样的相对变形，均按照一定的步骤，逐步对待差分图像进行横、纵向拉压、旋转以及平移的恢复处理，使待差分图像与参考件上图像的待差分区域完全重合，然后可以很方便地对这部分进行差分，获得清晰的差分图像。 附图说明 图1是待处理图像示意图，图1(b)相对于图1(a)有平移、旋转以及横、纵向拉压变形。 图2是参考点点取示意图，图2(a)中和图2(b)中各有符合同一性对应原则的三个特征点。 图3是拉压恢复处理示意图，对照图3(a)，图3(b)经过了横、纵向拉压恢复处理。 图4是两图像(图4(a)和图4(b))相对于X轴正向夹角示意图。 图5是旋转恢复处理示意图，对照图5(a)，图5(b)经过了旋转恢复处理。 图6是平移恢复处理示意图，图6(a)中和图6(b)中深灰色部分为裁减掉区域。 图7是平移恢复处理后示意图，图7(a)和图7(b)实现了图像重合。 图8是差分后图像示意图。 图9是电路板参考件图像示意图。 图10是与图9相同电路板的待差分图像示意图。 图11是图9和图10经过差分及后处理后图像示意图。 图12是图像变形顺序示意图。 图13是图像变形恢复处理顺序示意图。 图14是实施本专利技术预处理的差分图像方法流程图。 具体实施例方式 以Visual Basic编写的程序为例介绍本专利技术所述方法的软件实现方式。 1.输入两幅图像 输入参考件与待预处理的图像。如图1(a)和图1(b)，图1(a)和图1(b)为同一客体不同时间的两幅照片，其中由于两次拍照中不可避免的客观因素导致两次照片由发生了特定的变形，图1(b)相对图1(a)发生了平移、旋转以及横、纵向拉压变形。同时由于是不同时间的两幅照片，被拍照的客体自身发生了变化，如图1(b)右下角出现了一条斜线。两幅图像尺寸相同，长度均为g，宽度均为h。(b)图相对于(a)图有平移、旋转以及横、纵向拉压变形。 2.点取参考点 分别在图1(a)和图1(b)上点取P1、Q1和R1三点和P2、Q2和R2三点，其中P1和P2、Q1和Q2、R1和R2分别互相对应，即为两幅图像上图形的相同位置的点。 如图2所示，点取完成后获得六组点的坐标值，即P1(a1，b1)，Q1(c1，d1)，R1(e1，f1)和P2(a2，b2)，Q2(c2，d2)，R2(e2，f2)。 参考点的点取需注意 1)两幅图像上每个参考点的点取都须准确，即必须准确点取两幅图像的图形上位置相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种获得差分图像的预处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤１，确定需要进行差分处理或需要实现图像重合的两幅图像，并将其中一幅作为参考件图像，另一幅作为待差分图像；步骤２，从两幅图像中确定相应的两个待差分区域；步骤３， 按照同一性对应的原则，在每个待差分区域中选取三个特征点，各自连成三角形，即参考件三角形和待差分三角形；步骤４，处理待差分图像的横／纵向拉压变形，通过反向拉压使得待差分三角形与参考件三角形的对应边相等，得到一幅剩下旋转和平移变形的第一 过渡图像；步骤５，处理第一过渡图像的旋转变形，通过反向旋转使得待差分三角形与参考件三角形的对应边相平行，得到一幅剩下平移变形的第二过渡图像；或者，处理第一过渡图像的平移变形，通过反向平移使得待差分三角形与参考件三角形的一个对应顶点坐 标点相同，得到一幅剩下旋转变形的第二过渡图像；步骤６，针对剩下平移变形的第二过渡图像，通过反向平移使得待差分三角形与参考件三角形的对应顶点重合，即实现图像重合；针对剩下旋转变形的第二过渡图像，通过反向旋转使得待差分三角形与参考件三角 形的对应边重合，即实现图像重合。...

【技术特征摘要】
1.一种获得差分图像的预处理方法，其特征在于包括以下步骤步骤1，确定需要进行差分处理或需要实现图像重合的两幅图像，并将其中一幅作为参考件图像，另一幅作为待差分图像；步骤2，从两幅图像中确定相应的两个待差分区域；步骤3，按照同一性对应的原则，在每个待差分区域中选取三个特征点，各自连成三角形，即参考件三角形和待差分三角形；步骤4，处理待差分图像的横/纵向拉压变形，通过反向拉压使得待差分三角形与参考件三角形的对应边相等，得到一幅剩下旋转和平移变形的第一过渡图像；步骤5，处理第一过渡图像的旋转变形，通过反向旋转使得待差分三角形与参考件三角形的对应边相平行，得到一幅剩下平移变形的第二过渡图像；或者，处理第一过渡图像的平移变形，通过反向平移使得待差分三角形与参考件三角形的一个对应顶点坐标点相同，得到一幅剩下旋转变形的第二过渡图像；步骤6，针对剩下平移变形的第二过渡图像，通过反向平移使...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢劲松，雷昕，马静华，何晶靖，刘勤，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，北京绿安依科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]