基于线特征和控制点的可见光和SAR图像配准

以具有典型人造目标的可见光和SAR (Synthetic aperture radar)图像为研究对象,提出一种自适应多尺度快速Beamlet变换方法提取人造目标在可见光和SAR图像的共有特征---线特征, 并基于线特征构造控制点,设计了一种基于控制点特征的匹配度函数,采用基于特征一致的粗配准和基于控制点的精确配准方法,对待配准图像实现由粗到精的自动配准. 实验表明,在可见光和SAR图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍然能够精确配准图像.     

基于高通能量变换的多传感器图像配准

针对多源传感器图像的特点,提出了一种结合高通能量变换与角点匹配的图像配准方法。该方法首先利用SUSAN算法进行角点检测,然后将角点匹配分为粗匹配和精匹配两个阶段实现:粗匹配时,对图像进行高通能量变换,有效减少多传感器图像间的差异,并利用高通能量图上角点邻域间的归一化互相关度量,来建立角点初始对应关系;精匹配时,通过RANSAC算法,进一步筛选出正确的匹配点对,并获取匹配参数。实验证明该方法能快速、准确地配准红外与可见光图像。     

基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法

基于互信息熵的图像配准方法已经被广泛应用于医学图像配准中,为克服互信息配准方法的不足,结合图像空间结构信息,本文提出一种基于边缘特征点互信息熵的医学图像配准方法,设计了包括互信息熵、图像空间结构和形状特征点等多信息融合的配准新测度。算法首先采用改进的形态学梯度提取医学图像边缘轮廓;然后构造了以边缘区域特征和梯度信息为基础的特征点互信息能量函数,并通过最小化能量函数来获取配准参数;最后,结合梯度下降法优化策略,实现图像配准。实验研究表明,该方法在保证了配准精度的同时,配准速度较快、鲁棒性较好、综合性能优良,具有一定的临床推广价值。     

改进的工业CT图像与CAD模型的比对检测

改进了一种基于工业计算机断层成像(industrial computed tomography,ICT)图像与计算机辅助设计(computer aided design,CAD)模型的比对检测算法,分析工件制造误差。首先对工业CT图像用三维Otsu法进行阈值分割,并分别提取边缘面与角点特征;然后对工业CT图像角点特征与工件的CAD模型用文中研究的旋转投影法求取方向包围盒,进而实现粗配准;再结合角点特征点集和奇异值分解—迭代最近点算法进行精配准,最近点对的求取用k-d树进行加速;最后在边缘面上显示误差。实验结果表明,该方法在工件比对检测过程中,粗配准精度更高,适应性更好。整个比对检测过程更加高效,速度上有了较大的提高。     

基于改进尺度不变特征的图像局域几何配准研究

针对图像配准容易产生误配准、漏配准的问题,提出了基于改进尺度不变特征的图像局域几何配准。该方法改进了尺度不变特征,通过构建边缘尺度空间设计了尺度不变边缘特征变换,融合了尺度不变特征点和尺度不变边缘。以尺度不变特征为基础,搜寻图像间的局域图像变换,实现图像局域几何配准。实验表明,SIFT特征点和边缘信息互补能够提供更多的配准信息并减少错误配准;该方法对尺度、噪声、形变、光照等不敏感,能够配准移动目标,真实地反映图像的配准状况。     

一种基于角点特征的图像自动配准方法

图像配准是图像处理和计算机视觉中的重要环节。提出了一种基于角点特征的图像自动配准方法来处理具有相似变换的图像配准问题。角点特征由改进的Harris算子提取,然后将提取的角点组成虚拟三角形,利用在相似变换下参考图像和待配准图像中对应的虚拟三角形相似的原理,找到最相似的两个虚拟三角形,以它们对应的顶点作为控制点,求出变换模型参数,从而配准两幅图像。该方法只要求两幅图像中提取的角点特征包含3个以上的对应角点,就能配准两幅图像。它的另一个优点是理论上对两幅图像之间发生的平移、旋转和尺度变化没有限制。实验结果表明:这种图像自动配准算法是正确和有效的。     

融合特征的快速SURF配准算法

目的 针对基于SURF特征点的图像配准算法对颜色单一的彩色图像提取的特征点较少及配准时间复杂度高等问题,提出一种基于融合特征的快速SURF(speed up robust features)配准算法.方法 该算法首先提取图像的颜色不变量边缘特征和CS-LBP(central symmetry-local binary patterns)纹理特征形成融合特征灰度图,并利用颜色直方图的方差自适应调节融合特征间的权重.其次,在融合特征灰度图上提取SURF(speed up robust features)特征点及描述子.再次,用最近邻匹配法形成粗匹配对,结合改进的快速RANSAC(random sample consensus)算法得到精匹配对.最后,使用最小二乘法求出映射关系用于配准图像.结果 本文算法能够在融合特征上提取更稳定的SURF特征点,用该特征点进行配准能提高配准5％精度,且减少时间复杂度15％,实现了对普通场景下图像的快速配准.结论 本文算法能提取稳定数量的特征点,提高了精确度与鲁棒性,并通过改进的RANSAC算法提高了执行效率,降低了迭代次数.     

融合边缘信息和扩展邻域的异源图像匹配

针对可见光图像和红外图像的匹配问题，提出一种基于边缘信息的Harris-SIFT匹配算法。匹配过程中，对红外图像进行Retinex边缘增强，再分别对可见光图像和处理后的红外图像进行双边滤波预处理，以增强两类图像边缘结构的相似度。采用Sobel算子提取图像边缘信息，并基于Harris-SIFT算法对边缘信息进行特征点检测和描述，再分别通过最近邻和次近邻比值法，以及RANSAC算法完成粗匹配和精匹配。在精匹配的基础上，通过快速校验边缘图像中匹配点对在扩展邻域内的结构特征一致性，检测并筛除部分误匹配点对，从而进一步提高匹配精度。通过采用多幅图像进行实验，处理结果表明，该算法能够有效改善可见光图像与红外图像的匹配效果。     

一种基于边缘和MIC算子的医学图像配准

研究基于点特征的图像配准方法。首先利用canny算子提取图像的边缘,然后用MIC角点检测算子提取边缘中的角点,对提取出的角点进行配对后,利用仿射变换实现图像的配准。最后以脑图像配准验证了算法的有效性。     

多时相星载SAR图像精配准技术研究

介绍了一种多时相星载SAR精配准的技术方法，首先根据人工粗配准解决图像的旋转和尺度不一致，然后采用特征点提取算子和图像匹配的方法检测两时相SAR图像上的同名特征点，根据特征点构建不规则三角网最终实现图像的精确配准。通过多对星载SAR图像进行了精配准处理，采用定性和定量检验，表明该方法能达到很高的配准效果，配准精度优于一个像素。

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基于边缘几何特征的图像精确匹配方法

提出一组快速高精度计算切线斜率的五点公式，用以估计图像边缘曲线的角度特征，并利用角度直方图估计图像几何变换的旋转参数，实现具有大旋转差异图像间的粗匹配．在进行角度补偿后，利用灰度互相关判据搜索匹配点对，计算出几何变换参数，实现较高精度的旋转和平移校正，最后用松弛迭代法完成图像的精确匹配．与基于小波方向角特征的匹配方法相比，文中方法利用图像中主要的边缘信息实施匹配，具有较好的鲁捧性，可成功实现对各类具有较大相关程度图像间的精确匹配，对图形匹配也具有重要意义．     

具有SIFT描述的多尺度角点图像配准

角点含有丰富的图像结构信息,在图像配准中是广泛应用的图像特征。Harris算法是经典的角点提取算法,Harris角点对图像旋转具有不变性,但对尺度变化敏感,在有尺度变化的图像配准中,应用受限。仿照SIFT特征点提取过程,提出了一种多尺度角点提取方法,提取的多尺度角点对图像旋转和尺度变化有很好的适用性。并用SIFT描述子描述,用光学及SAR图像进行了配准实验。结果表明,与SIFT、Harris算法相比,本文方法在保证配准精度的基础上,配准时间减少40%以上,特征点在配准过程中的利用率提高一倍多。     

基于视觉特征的多传感器图像配准

多传感器图像配准在空间图像处理中有非常重要的应用价值,但同时也面临着多源空间数据各异性困难。考虑到图像配准过程中的多分辨率视觉特征,采用基于小波的多分辨率图像分解来指导从粗到细的配准过程,利用扩展的轮廓跟踪算法提取满足视觉特征的轮廓,在轮廓链码曲率函数的基础上实现基于傅里叶变换的多分辨率形状特征匹配。与已有的基于特征的图像配准算法进行实验比较,实验结果表明该方法对于从多传感器得到的异质图像具有良好的配准效果。     

基于SIFT点特征和Canny边缘特征匹配的多源遥感影像配准研究

针对多源遥感影像的配准,提出了一种结合SIFT点特征和Canny边缘特征匹配的配准算法。该算法首先采用SIF7算法提取点特征并进行影像粗配准,在获得初始仿射变换参数后,采用Canny算法提取边缘特征,并采用成本函数法进行边缘点匹配,经粗差滤除后得到有效的匹配特征点对,随之进行影像精配准。该算法结合了SIFT、算法和Canny算法的优点,解决了多源遥感影像因辐射差异和几何差异造成的难以正确配准的问题。实验结果表明,算法具有较强的鲁棒性,并取得了较好的配准精度。     

一种基于树结构的立体图像特征提取算法

针对立体图像匹配中的特征检测问题，提出了一种基于树结构的立体图像中边缘点、直线段、交点和凸多边形区域等特征的检测方案。该方法首先基于改进的Canny算子实现立体图像边缘的检测；基于立体图像的边缘梯度信息，文中提出一种分层并行式迭代式链码跟踪方法实现图像中直线段的检测：为提高检测速度并有利于凸多边形区域特征的检测，基于凸多边形区域的几何定义，通过提取直线段交点并采用树结构实现对已检测的相关直线段信息的遍历处理，最终得到树结构表示的凸多边形区域特征。实验证明，所提方法在结构化环境具有很好的检测精度和实时性。     

An edge-based scale- and affine-invariant algorithm for remote sensing image registration

For remote sensing image registration, we find that affine transformation is suitable to describe the mapping between images. Based on the scale-invariant feature transform (SIFT), affine-SIFT (ASIFT) is capable of detecting and matching scale- and affine-invariant features. Unlike the blob feature detected in SIFT and ASIFT, a scale-invariant edge-based matching operator is employed in our new method. To find the local features, we first extract edges with a multi-scale edge detector, then the distinctive features (we call these ‘feature from edge’ or FFE) with computed scale are detected, and finally a new matching scheme is introduced for image registration. The algorithm incorporates principal component analysis (PCA) to ease the computational burden, and its affine invariance is embedded by discrete sampling as ASIFT. We present our analysis based on multi-sensor, multi-temporal, and different viewpoint images. The operator shows the potential to become a robust alternative for point-feature-based registration of remote-sensing images as subpixel registration consistency is achieved. We also show that using the proposed edge-based scale- and affine-invariant algorithm (EBSA) results in a significant speedup and fewer false matching pairs compared to the original ASIFT operator.     

基于边缘最优映射的红外和可见光图像自动配准算法

针对同一场景的红外和可见光图像间一致特征难以提取和匹配的难题, 提出了一种在多尺度空间中基于边缘最优映射的自动配准算法. 在由粗至细的尺度空间中, 算法分别采用仿射模型和投影模型作为参考图像和待配准图像间的空间变换模型. 在每个尺度层上, 首先基于相位一致性方法提取两幅图像的边缘结构, 并在相应的空间变换模型下将在待配准图像中提取的二值边缘映射到参考图像的边缘强度图上; 接着采用并行遗传算法寻找一组全局最优的模型参数, 使两幅图像间的结构相似度最大. 在各层的寻优结束之后, 使用Powell算法对全局寻优后的模型参数进行局部精化. 实验结果表明, 该算法能够充分利用图像间的视觉相似结构, 有效地实现红外和可见光图像的自动配准.