一种新的自动图像配准技术*

提出了一种自动图像配准方法.该方法首先使用模板匹配获得图像间的粗匹配点,然后利用这些粗匹配点估计图像之间的变换参数,并通过统计这些变换参数的适用情况,选取出一组最佳的图像变换参数,从而实现了图像间的自动配准.实验验证,该方法在两幅图像间存在平移、转动且重叠区域较少时,仍能准确得匹配这两幅图像.     

柱面全景图像自动拼接算法

提出了一种基于特征点匹配的柱面全景图像拼接算法。首先将360°环绕拍摄的序列图像投影到柱面坐标系下;然后提取各图像的SIFT（Scale Invariant Feature Transform,尺度不变特征变换）特征点,通过特征点匹配完成两幅图像的配准;再根据配准结果计算出图像间的变换参数;最后采用加权平均的融合方法对两幅图像进行无缝拼接。实验表明,算法可以有效、快速地自动生成柱面全景图像。     

基于自适应混合多项式变换的图像配准

图像配准是红外与可见光图像融合的关键问题。在实际应用中,场景景深的多变性与红外、可见光相机之间的差异性都会增加多模图像配准的难度。为应对上述困难,提出了一种用于图像配准的自适应混合多项式变换（Adaptive Polynomial Mixture Transformation,APMT）,该模型可以准确地描述待配准红外与可见光图像之间形变的全局非线性规律。针对形状上下文特征的缺陷进行改进,设计了高斯加权形状上下文（Gaussian Weighted Shape Context,GWSC）特征,用于从多模图像中提取匹配点集。利用分段优化策略从匹配点集中估计出最优的APMT模型参数,实现全局图像配准。定性与定量实验表明：与同类方法相比,提出的方法（GWSC-APMT）在配准精度与效率方面都有良好的表现。     

一种基于SURF的全景图像配准算法

传统的全景图像配准多采用基于SIFT的方法,该方法数据量大、时间效率低。提出了一种基于SURF的全景图像快速配准方法。运用SURF提取特征点,计算特征描述符;运用低时间复杂度的K-D树最近邻搜索法实现特征点快速匹配;利用RANSAC算法剔除误匹配点;最后估计出两幅全景图像的变换矩阵。测试表明:算法具有较高的时间效率和良好的鲁棒性。     

基于特征点匹配的全景图像拼接技术研究

提出了一种基于特征点匹配的全景图像拼接算法,首先提取各图像中的SIFT特征,通过特征点匹配完成两幅图像的配准;再根据图像配准结果计算出图像间的变换矩阵;最后采用渐入渐出加权平均的融合方法对两幅图像进行无缝拼接。实验表明,该算法具有匹配精度高、鲁棒性强等特点,可以快速而自动地生成全景图像。     

一种改进的柱面全景视图生成方法

研究了相机存在绕光轴转动的情况下柱面全景图的生成，首先对柱面图像进行傅立叶变换，根据图像的傅立叶谱来估算出图像间的初始平移和旋转运动参数，再利用Levenberg-Marquardt非线性最小化方法逐步求精各运动参数，最后根据计算出的运动参数进行图像拼合获得柱面全景视图，实验结果表明该算法可以获得比较理想的拼接效果．     

基于特征点的图像拼接方法

提出了一种基于特征点匹配的全景图像拼接方法.该方法首先利用sift算法提取各图像中的特征点并利用Harris算法对图像特征点提取进行了优化,然后采用基于K-d树的BBF算法查找和确定初始匹配点对,完成特征点的粗匹配,再根据图像配准结果使用稳健的RANSAC算法对粗匹配的特征点进行筛选,计算出图像间变换矩阵H,最后采用渐入渐出的加权平均的融合算法对两幅图像进行无缝拼接,形成一幅完整的全景画面.实验结果验证了该方法的有效性,拼接效果较好.     

基于特征的眼底图像配准方法

研究眼底图像的精确配准问题,眼底图像配准,需经仿射变换等.由于分辨率不高,达不到要求.针对传统基于跟底图像的血管分支和交叉点等配准方法的局限性,提出一种基于不变特征的眼底图像配准方法.在尺度不变特征变换( Scale Invariant Feature Transform,SIFT)的基础上,建立特征点对之间的初始匹配,并利用特征点的方向特征和空间几何特性去除误匹配.根据匹配特征进行层次估计,求解图像对间的变换关系矩阵,利用Akaike Information Criteria(AIC)模型选择技术判断变换关系矩阵的类型,再通过得到的变换关系对配准图像进行修正.实验结果表明,改进方法具有良好的配准效果,配准精度可以达到亚像素级要求.     

基于最大熵和互信息最大化的特征点配准算法

点配准问题在机器视觉、医学图像等领域，有着非常重要的应用基础．通过在最大化熵原理的基础上，将互信息相似性测度引入到点配准算法中，提出了一种新的快速、准确的健壮性的点配准算法．首先建立起表示两个特征点集之间匹配对应关系的联合概率分布匹配矩阵，通过最大化熵和互信息最大化，建立起一个包含匹配矩阵和空间变换参数的新的能量函数，通过确定性退火算法，可以获得最优的匹配矩阵和空间变换参数，从而解决点的对应性问题和出界点(outliers)确定．实验结果表明，算法具有较强的鲁棒性，具有较高的配准精度和较快的计算速度．     

基于颜色特征的宽基线图像的点匹配算法

本文通过Harris算法提取角点,利用Fourier—Mellin变换估计图像大致的旋转、尺寸和平移参数．计算粗匹配点集,以粗匹配点为中心划定一小块区域,然后利用颜色特征具有旋转和尺寸不变的特性,对图像块的颜色矩进行匹配,从而得到精确的点对应关系。实验表明本算法在图像间有较大差别时能够较为准确地实现特征点的匹配。     

基于平面激光测量的移动机器人自定位方法

提出了两种基于平面激光测量的移动机器人自定位方法. 第一种方法是改进的Hough 密度谱的方法, 它的主要优点是避免了现有方法Hough 变换离散化过程中的信息损失问题，提高了算法的精度和鲁棒性. 该方法在引进一种新的Hough 密度谱的基础上，根据谱相关函数值和运动参数的密度得到机器人运动参数的候选值，并应用Hausdor 相似性度量从候选值确定运动参数的最终估计. 第二种方法是基于Fourier-Mellin 变换的方法，主要利用Fourier 变换的位移理论和Fourier-Mellin不变量来估计运动参数. 为了避免图像离散化造成的信息损失，在该方法中使用基于Hausdor 距离的最近点迭代(ICP) 算法来进一步精化平移向量. 实验结果表明，这两种方法均可有效地提高机器人的定位精度，具有一定的实际应用价值.     

图像配准在中药贴剂图像处理中的应用

中药贴剂外观是中药贴剂质量的重要指标。把基于特征与基于区域的图像配准算法结合运用,进行中药贴剂图像配准。该方法将贴剂图样进行Harris角点检测,通过标准Fourier-Mellin匹配方法进行校验,重采样的图像融合,实现对检测过程中采集到的中药贴剂图像进行无缝拼接,应用于中药贴剂上方图像检测仪。实验用不同大小、不同形状的褶皱对中药贴剂外观表面进行标记,以便检测该算法配准精度。结果表明,该算法应用合理,能够保证中药图像配准的高精度要求。     

肌骨超声图像特征检测及拼接

目的 肌骨超声宽景图像易出现解剖结构错位、断裂等现象,其成像算法中的特征检测影响宽景图像的质量,也是超声图像配准、分析等算法的关键步骤,但目前仍未有相关研究明确指出适合提取肌骨超声图像特征点的算法。本文利用结合SIFT （scale invariant feature transform）描述子的FAST（features from accelerated segment test）算法以及SIFT、SURF（speeded-up robust features）、ORB（oriented FAST and rotated binary robust independent elementary features（BRIEF））算法对肌骨超声图像序列进行图像拼接,并对各算法的性能进行比较评估,为肌骨超声图像配准、宽景成像提供可参考的特征检测解决方案。方法 采集5组正常股四头肌的超声图像序列,每组再采样10幅图像。利用经典的图像拼接算法进行肌骨图像的特征检测以及图像拼接。分别利用上述4种算法提取肌骨超声图像的特征点;对特征点进行特征匹配,估算出图像间的形变矩阵;对所有待拼接的图像进行坐标变换以及融合处理,得到拼接全景图,并在特征检测性能、特征匹配性能、图像配准性能以及拼接效果等方面对4种算法进行评估比较。结果 实验结果表明,与SIFT、SURF、ORB算法相比,FAST-SIFT算法所提取的特征点分布更均匀,可以检测到大部分肌纤维的端点,且特征点检测时间最短,约4 ms,其平均匹配对数最多,是其他特征检测算法的25倍,其互信息和归一化互相关系数均值分别为1.016和0.748,均高于其他3种特征检测算法,表明其图像配准精度更高。且FAST-SIFT算法的图像拼接效果更好,没有明显的解剖结构错位、断裂、拼接不连贯等现象。结论 与SIFT、SURF、ORB算法相比,FAST-SIFT算法是更适合提取肌骨超声图像特征点的特征检测算法,在图像配准精度等方面都具有一定的优势。     

基于SIFT特征的眼底图像自动拼接

针对眼底图像对比度低、不同视场的图像间存在几何畸变等特点,提出一种基于SIFT特征的眼底图像自动拼接算法。该算法分别提取待拼接眼底图像的SIFT特征点,并用向量进行描述,确定两幅图像特征点的匹配关系,使用MLESAC算法去除误匹配点对,提出对特征点对提纯的距离-斜率相似测度方法,计算匹配点之间的透视变换矩阵,最后进行图像配准和拼接。对实际眼底照相机获取的多幅图像拼接结果表明,该算法具有很好的鲁棒性和稳健性,可以实现眼底图像的高精度自动拼接。     

一种基于学习的自动图像配准检验方法

图像配准是众多具体应用的共性核心技术, 如图像融合, 变化检测等. 然而, 当参考图像经过变换后, 如何自动地确定变换后的图像是否与目标图像真正达到了配准仍然是目前文献中一个尚未很好解决的问题. 究其原因, 主要是很难找到一种图像相似性的度量方法来有效地对配准后的图像进行评价. 不同于传统的方法, 本文提出了一种基于学习的相似性度量方法, 即将图像配准的度量问题转化为模式分类问题, 由基于机器学习设计的分类器自动检验图像是否配准. 本文对 400 组图像进行了配准检验, 实验结果显示了该方法的可行性和可靠性. 尽管本文方法的具体实现是针对基于 Fourier-Mellin 变换的配准算法, 但这种基于学习的图像配准检验思想同样可以应用到其他配准方法中.     

定位图像匹配尺度与区域的摄像机位姿实时跟踪

目的 提出一种定位图像匹配尺度及区域的有效算法,通过实现当前屏幕图像特征点与模板图像中对应尺度下部分区域中的特征点匹配,实现摄像机对模板图像的实时跟踪,解决3维跟踪算法中匹配精度与效率问题。方法 在预处理阶段,算法对模板图像建立多尺度表示,各尺度下的图像进行区域划分,在每个区域内采用ORB（oriented FAST and rotated BRIEF）方法提取特征点并生成描述子,由此构建图像特征点的分级分区管理模式。在实时跟踪阶段,对于当前摄像机获得的图像,首先定位该图像所对应的尺度范围,在相应尺度范围内确定与当前图像重叠度大的图像区域,然后将当前图像与模板图像对应的尺度与区域中的特征点集进行匹配,最后根据匹配点对计算摄像机的位姿。结果 利用公开图像数据库（stanford mobile visual search dataset）中不同分辨率的模板图像及更多图像进行实验,结果表明,本文算法性能稳定,配准误差在1个像素左右;系统运行帧率总体稳定在2030 帧/s。结论 与多种经典算法对比,新方法能够更好地定位图像匹配尺度与区域,采用这种局部特征点匹配的方法在配准精度与计算效率方面比现有方法有明显提升,并且当模板图像分辨率较高时性能更好,特别适合移动增强现实应用。     

一种快速的三维扫描数据自动配准方法

研究了两幅和多幅深度图像的自动配准问题.在配准两幅深度图像时,结合二维纹理图像配准深度图像,具体过程是:首先,从扫描数据中提取纹理图像,特别地,针对不包含纹理图像的扫描数据提出了一种根据深度图像直接生成纹理图像的方法;然后,基于SIFT(scale-invariant feature transform)特征提取纹理图像中的兴趣像素,并通过预过滤和交叉检验兴趣像素等方法从中找出匹配像素对的候选集;之后,使用RANSAC(random sample consensus)算法,根据三维几何信息的约束找出候选集中正确的匹配像素对和相对应的匹配顶点对,并根据这些匹配顶点对计算出两幅深度图像间的刚体置换矩阵;最后,使用改进的ICP(iterative closest point)算法优化这一结果.在配准多幅深度图像时,提出了一种快速构建模型图的方法,可以避免对任意两幅深度图像作配准,提高了配准速度.该方法已成功应用于多种文物的三维逼真建模.     

基于复值小波分解的图象拼合

图象拼合是一种基于图象的场景编码方法，它被很多基于图象的绘制IBR（image based rendering）系统采用，用来建立复杂的虚拟场景表示（例如，360°球面和柱面全景图、环境映照及高分辨率图象等）.基于复值小波多分辨率分解(Complex Wavelet Multiresolution Decomposition)提出了一种有效的图象拼合方法，它能同时地、逐步求精地对图象进行匹配和整合.首先，采用复值小波变换不仅可以保证全局优化的结果，还能够满足图象整合的规模不变和平移不变性.其次，基于多分辨     

改进的基于小波变换的图像配准方法

针对如何提高图像配准的精度和速度的问题,利用基于Fourier-Mellin变换求解水平参量的准确性和基于互信息方法求解旋转及尺度变换参量准确性的优点,提出一种基于Fourier-Mellin和互信息的图像配准金字塔方法。对多幅遥感图像的实例仿真结果表明,该方法能在提高配准精度的同时减少配准时间。