【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机图像处理领域,涉及一种图像配准方法。
技术介绍
图像配准是同一场景的两幅或多幅图像在空间上的对准。它在医学,遥感图像分 析、图像融合、图像检索、目标识别等领域得到广泛的应用。同时它也是多传感器图像融合、 遥感图像镶嵌、目标变化检测、三维重建等领域中提高精度和有效性的瓶颈,是必需的前期 工作。图像配准方法分为基于图像灰度和基于图像特征的配准。其中,基于灰度信息的图 像配准方法一般不需要对图像进行复杂的预先处理,而是利用图像本身具有灰度的一些统 计信息来度量图像的相似程度,实现起来比较简单,经过几十年的发展,人们提出了许多基 于灰度信息的图像配准方法,如互相关法(也称模板匹配法)、序贯相似度检测匹配法、交 互信息法等。基于特征的匹配方法首先要对待配准图像进行预处理,也就是图像分割和特 征提取的过程,再利用提取得到的特征完成两幅图像特征之间的匹配,通过特征的匹配关 系建立图像之间的配准映射关系。由于图像中有很多种可以利用的特征,因而产生了多种 基于特征的方法。常用到的图像特征有特征点(包括角点、高曲率点等)直线段、边缘、轮 廓、闭合区域、特征结构以及统计特征如矩不变量、重心等等。以上两种方法虽然都有各自的优势,且都取得了不错的效果,但这两种方法也都 有自己的不足之处,基于图像灰度的配准方法配准速度比较慢;基于图像特征的配准方法 算法复杂,而且往往由于特征提取的不完全,导致匹配率较低,对误匹配比较敏感,随着误 匹配率的增大,配准效果会有明显的下降。这在很大程度上限制了以上两种方法在实际工 程中的应用,由于现有的基于灰度和基于特征的图像配准方 ...
【技术保护点】
一种基于仿射参数估计的图像配准方法,包括:第一步:采用SIFT算法提取图像的特征点,然后对不同图像的特征点进行匹配,步骤如下:1)检测尺度空间极值点首先对原图和待匹配的图像分别生成一个尺度空间,然后进行采样,并将每一个采样点和它所有的相邻点比较以得到空间极值点;2)精确定位极值点设定阈值以去除低对比度的极值点和产生不稳定边缘响应的极值点,得到关键点,并通过拟和三维二次函数确定关键点的位置和尺度;3)确定每个关键点方向参数利用关键点邻域像素的梯度方向分布特性为每个关键点指定方向),令P↑[k]=-g↑[k],t=(g↑[k])↑[T]g↑[k]/(g↑[k])↑[T]Hg↑[k],计算X↑[k+1]=X↑[k]+tP↑[k];4)计算‖g↑[k+1]‖,判断其是否满足迭代终止条件‖g↑[k+1]‖<ε,如满足,则X↑[k+1]即为仿射变换参数,否则,k=k+1,重复上述过程直到满足迭代终止条件为止;第三步:采用估算出的图像间的仿射变换参数,进行运动补偿,得到配准后图像。参数;4)关键点描述子的生成对原图和待匹配的图像的每个关键点,首先将坐标轴旋转为关键点的方向,以关键点为中心取8×8的窗 ...
【技术特征摘要】
一种基于仿射参数估计的图像配准方法,包括第一步采用SIFT算法提取图像的特征点,然后对不同图像的特征点进行匹配,步骤如下1)检测尺度空间极值点首先对原图和待匹配的图像分别生成一个尺度空间,然后进行采样,并将每一个采样点和它所有的相邻点比较以得到空间极值点;2)精确定位极值点设定阈值以去除低对比度的极值点和产生不稳定边缘响应的极值点,得到关键点,并通过拟和三维二次函数确定关键点的位置和尺度;3)确定每个关键点方向参数利用关键点邻域像素的梯度方向分布特性为每个关键点指定方向参数;4)关键点描述子的生成对原图和待匹配的图像的每个关键点,首先将坐标轴旋转为关键点的方向,以关键点为中心取8×8的窗口,将8×8窗口分成4个小块,在每个4×4的小块上计算8个方向的梯度方向直方图,绘制每个梯度方向的累加值,即可形成一个种子点,从而生成原图和待匹配的图像各自的SIFT特征向量;设定一个比例阈值,取原图中的某个关键点,并找出其与待配准图像中欧式距离最近的前两个关键点,在这两个关键点中,如果最近的距离除以次近的距离少于某个比例阈值,则接受这一对匹配点,用这种方法即可得到原图中的点列和待配准图像中对应的点列;第二步根据仿射变换的具体情况,建立数学模型如下已知待配准图像中的点列(xi,yj)(i=1,2,ΛM,j=1,2.ΛN)和原图像中的点列(Xi,Yj)(i=1,2,ΛM,j=1,2.ΛN)(M,N分别为图像的长和宽)和原图像中初始点X0的坐标(X0,Y0)的值,令它们近似满足 <mrow><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><msub> <mi>x</mi> <mi>i</mi></msub> </mtd></mtr><mtr> <mtd><msub> <mi>y</mi> <mi>i</mi></msub> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><msub> <mi>f</mi> <mn>1</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>X</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub><mi>Y</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mtd></mtr><mtr> <mtd><msub> <mi>g</mi> <mn>1</mn></msub><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>X</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>,</mo> <msub><mi>Y</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mo>=</mo><mfenced open='[' close=']'> <mtable><mtr> <mtd><mi>cos</mi><mi>θ</mi> </mtd> <mtd><mo>-</mo><mi>sin</mi><mi>θ</mi> </mtd></mtr><mtr>...
【专利技术属性】
技术研发人员:何凯,远中文,牟聪翀,卓磊,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:12[中国|天津]
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