一种快速图像拼接系统技术方案

本实用新型专利技术为一种快速图像拼接系统，包括依次连接的获取单幅视野图像模块、提取待拼接图中的特征信息模块、重叠位置配准模块和重叠区域融合模块；所述重叠位置配准模块通过对待拼接图像进行二维小波变换，获得反映图像水平和垂直方向变化轮廓的高频系数，然后结合相位相关法实现重叠位置配准；所述重叠区域融合模块采用加权平均法来对图像重叠区域进行融合。本实用新型专利技术能实现对多种规格、不同颜色的ＰＣＢ图像实现快速、准确的拼接。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于图形处理系统，尤其涉及一种基于二维小波变换的快速图像拼接 系统。可应用于贴装PCB自动光学检测系统中的图像拼接。
技术介绍
随着科学技术的发展，图像拼接已成为图像信息处理领域中一项非常重要的技 术。图像拼接技术是根据图像重叠部分，将多张衔接的图像拼合成一张高分辨率的全景图。 目前图像拼接技术广泛应用于数字视频、运动分析、虚拟现实技术、医学图像分析、遥感图 像处理等领域，直接研究AOI (自动光学检测)中图像拼接问题的不多。图像拼接包括重叠 部分的图像配准和接缝处的图像融合两部分内容。图像拼接技术的核心和关键是图像配准 问题，它直接关系到图像拼接算法的成功率和运行速度。因此，配准算法的研究是多年来图 像拼接技术研究的重点。早在1992年，剑桥大学的Lisa Gottesfeld Brown就已经总结了 各领域图像配准技术的基本理论以及它们的主要方法，这些领域包括有医学图像分析、遥 感数据处理以及计算机视觉、模式识别等。1996年，Richard keliski提出了基于运动的 全景图像拼接模型，采用Levenberg-Marquardt迭代非线性最小化方法(简称L-M算法)， 通过求出图像间的几何变换关系来进行图像配准。由于此方法效果较好，收敛速度快，且 可处理具有平移、旋转、仿射等多种变换的待拼接图像，因此也成为图像拼接领域的经典算 法，而Richard Szeliski也从此成为图像拼接领域的奠基人，他所提出的理论已经成为一 种经典理论体系，直到今天仍然有很多人在研究他的拼接理论。2000年，Shmuel Peleg, BennyRousso、AlexRav-Acha 禾口 Assaf Zomet 在 Richard Szeliski 的基石出上估戈了进一步的 改进，提出了自适应的图像拼接模型，它是根据相机的不同运动，自适应选择拼接模型，通 过把图像分成狭条形进行多重投影来完成图像的拼接。这一研究成果无疑推动了图像拼接 技术的进一步发展，自适应问题也从此成为图像拼接领域研究的新热点。与此同时，其他配准算法的发展也应用到了图像拼接技术上来。除了上述的经典 算法之外，还有两种主要方法，一种是相位相关法，另一种是基于几何特征的图像配准方 法。相位相关法最早在1975年由Kuglin和Hines提出，具有场景无关性，能够将纯粹二 维平移的图像精确地对齐。后来，Decastro和Morandi发现用傅立叶变换可以使图像的 旋转转化为图像的平移，这种方法对旋转和缩放的图像配准非常适合。1996年，Reddy和 Chaterji改进了 Decastro的算法，大大减少了需要转换的数量。两幅图像的平移矢量可以 通过它们互功率谱(CrossPower Spectrum)的相位直接计算出来。应用傅立叶变换进行图 像的配准是图像拼接领域的另一研究成果，而且随着快速傅立叶变换算法的提出以及信号 处理领域对傅立叶变换的成熟应用，图像拼接技术也得到了相应的发展。基于几何特征的图像配准方法是图像拼接技术的另一研究热点。1994年，Blaszka T和Rachid Deriche通过二维高斯模糊过滤得到一些低级特征模型，如边模型、角模型和 顶点模型。以此为基础，后来有越来越多的人开始研究基于这些图像中的低级特征进行图 像拼接的方法。1997年，Zoghlami I、FaugerasoDeriche R提出基于几何角模型的图像对3齐算法。接着在1999年，Bao P和Xu D提出利用小波变换提取保留边(edge-preserving) 的视觉模型进行图像对齐，而Nielsen F则提出基于几何点特征优化的匹配方法。2000年， Kang. E. Cohen I和Medioni G提出基于图像的高级特征进行图像拼接的方法，他是利用特 征图像关系图来进行图像对齐。通过利用图像的低级特征到后来利用其高级特征，人们对 图像的分析和理解日益深入，图像拼接技术的研究也逐渐成熟起来。按照配准的依据不同，图像配准方法大致可以分为基于特征的图像配准算法和基 于区域的图像配准算法。图像配准算法按照人参与的程度可分为半自动配准和全自动配 准。另外，由于在重叠区域直接取两幅图像中其中的一幅进行图像合成，图像配准后，很容 易在重叠区域的边界处形成明显的接缝，这些都会使后续的图像分割等处理产生误差。对 于这类问题，通常都是采用图像融合的方法解决。而常用的图像融合方法有淡入淡出法、塔 形融合算法、数学形态法、小波算法等。
技术实现思路
针对传统的图像拼接算法处理光照干扰效果不好，并且算法复杂，不适合应用在 AOI中的图像拼接的问题。本技术提供一种拼接时间更短、准确度更高的适用于AOI的 基于二维小波变换的快速图像拼接系统。本技术包括如下技术特征一种快速图像拼接系统，包括依次连接的获取单 幅视野图像模块、提取待拼接图中的特征信息模块、重叠位置配准模块和重叠区域融合模 块；所述重叠位置配准模块通过对待拼接图像进行二维小波变换，获得反映图像水平和垂 直方向变化轮廓的高频系数，然后结合相位相关法实现重叠位置配准；所述重叠区域融合 模块采用加权平均法来对图像重叠区域进行融合。进一步的，所述重叠位置配准模块包括依次连接的二维小波变换单元，该单元对灰度处理后的图像进行二维小波变换，降低图像的 分辨率，压缩图像；同时获得反映图像水平方向和垂直方向变化的高频系数；拼接单元，该单元在水平拼接时忽略图像垂直方向偏差，垂直拼接时忽略图像水 平方向的偏差；水平拼接时采用垂直高频系数的灰度列均值，垂直拼接时采用水平高频系 数灰度行均值进行运算；消除光照噪声单元，该单元根据具体的图像设置阈值，消除由于光照不均勻造成 的噪声，提高配准的精度；相位相关法配准单元，该单元根据相位相关法获得图像水平和垂直方向上的配准 位置。更进一步的，所述重叠区域融合模块为使用加权平均法对相位相关法配准单元获 得的配准位置进行平滑过渡，消除拼接的痕迹，实现图像融合。本技术与现有技术相比，通过对图像进行二维小波变换去掉反映光照渐变的 低能量系数，获得反映图像水平和垂直方向变化轮廓的高频系数，针对AOI的工程实际，能 有效地降低计算复杂度；同时结合相位相关法实现快速精确的重叠位置配准并采用加权平 均法来实现图像的融合。以实现对多种规格、不同颜色的PCB图像实现快速、准确的拼接。附图说明图1是本技术的图像拼接系统模块图。具体实施方式一种快速图像拼接系统，其模块连接关系如图1所示，包括依次连接的获取单幅 视野图像模块、提取待拼接图中的特征信息模块、重叠位置配准模块和重叠区域融合模块； 所述重叠位置配准模块通过对待拼接图像进行二维小波变换，获得反映图像水平和垂直方 向变化轮廓的高频系数，然后结合相位相关法实现重叠位置配准；所述重叠区域融合模块 采用加权平均法来对图像重叠区域进行融合。所述重叠位置配准模块包括依次连接的二维小波变换单元，该单元对灰度处理后的图像进行二维小波变换，降低图像的 分辨率，压缩图像；同时获得反映图像水平方向和垂直方向变化的高频系数；拼接单元，该单元在水平拼接时忽略图像垂直方向偏差，垂直拼接时忽略图像水 平方向的偏差；水平拼接时采用垂直高频系数的灰度列均值，垂本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种快速图像拼接系统，其特征在于包括依次连接的获取单幅视野图像模块、提取待拼接图中的特征信息模块、重叠位置配准模块和重叠区域融合模块；所述重叠位置配准模块通过对待拼接图像进行二维小波变换，获得反映图像水平和垂直方向变化轮廓的高频系数，然后结合相位相关法实现重叠位置配准；所述重叠区域融合模块采用加权平均法来对图像重叠区域进行融合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程良伦，衷柳生，赖宇峰，陈伟，陈聪传，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]