基于 Nyström 低阶近似和谱特征的图像非刚性配准

图像非刚性配准在计算机视觉和医学图像有着重要的作用.然而存在的非刚性配准算法对严重扭曲变形的图像配准精度和效率都比较低.针对该问题,提出基于Nystrm低阶近似和谱特征的图像非刚性配准算法.算法首先提取像素的谱特征,并将谱特征与空间特征、灰度特征融合形成具有扭曲不变性的全局谱特征; 然后在微分同胚配准的框架内使用全局谱匹配,确保算法产生的变形场具有光滑性、可逆性、可微性,以提高配准的精度;其次采用Nystrm抽样方法,随机抽取拉普拉斯矩阵的行与列,低阶逼近该矩阵,降低高维矩阵谱分解的时间,从而提高配准的效率;最后提出基于小波分解的多分辨率图像配准方法,进一步提高配准的精度和效率.理论分析和实验结果均表明,该算法的配准精度和配准效率都有明显的提高.     

基于双目视觉的盆腔微创手术增强现实导航仿真系统的设计

基于内窥镜视觉导航的盆腔微创手术,往往因为病灶的复杂解剖位置以及内窥镜视野的局限性,对手术的顺利开展提出了重要的挑战。针对这个问题,设计并开发一套基于立体视觉的盆腔微创手术的增强现实（AR）导航仿真系统。首先,利用术前的CT影像重建骨盆3D模型以及盆腔的真实手术视频,生成带有纹理信息的骨盆3D模型,仿真一套具有真实轨迹的手术视频;然后,利用基于可视点颜色一致性的2D/3D配准技术,实现术前重建模型与手术视野的初始化配准。利用立体视觉跟踪算法,对手术过程中的内窥镜位置进行跟踪,根据内窥镜多自由度的变换矩阵来实现术前3D模型与手术视野的融合与增强现实导航。估计轨迹与真实轨迹的均方根误差为2.3933 mm,仿真实验表明,导航系统为视觉导航提供良好的增强现实显示效果。     

基于多视图几何的位置与遮挡一致性恢复方法研究

针对增强现实中的几何一致性问题,提出了一种基于多视图几何的虚实场景位置和遮挡一致性恢复策略,该方法利用计算机视觉中的多视图几何原理同时解决了增强现实系统中的位置配准和虚实遮挡两个重要问题,在保证系统实时性的前提下,最大限度增强了真实感以提高系统可用性.实验结果表明,该文方法是有效可行的,在完成位置配准的同时解决了虚实场...     

基于移动最小二乘法的医学图像配准

提出一种基于移动最小二乘法变形模型的医学图像配准技术.首先用蛇模型的方法分割图像感兴趣区域;其次在分割后的图像上半自动地选取对应标记点;最后基于这些标记点采用移动最小二乘法的变形模型对图像进行变形,从而实现医学图像的配准.实验结果表明,该方法克服了手动选点难度大的缺点,提高了配准的精度,是一种有效的医学图像配准方法.     

基于ITK与VTK的配准融合方法的研究与应用

在精确放射治疗计划系统中,使用融合技术,可以充分利用多种医学影像的信息,为临床诊断提供更多、更准确的信息.为了保证融合的质量,在融合之前,必须进行配准.常用配准方法中,自动配准是目前的研究热点,然而精度与速度问题却制约了它在精确放射治疗计划系统中的应用.提出了一种结合ITK与VTK的基于互信息的多分辨率自动配准融合方法.详细描述了算法原理与实现流程,并基于实际病例影像数据进行了测试.测试结果表明,该方法的配准效果良好,在精度和速度上均可满足精确放疗的需求.     

一种基于SIFT特征的航拍图像序列自动拼接方法

针对航拍图像序列拼接问题,提出一种基于尺度不变特征变换（SIFT）特征的自动拼接方法,该方法主要包括图像配准和镶嵌两个步骤。由于航拍序列各帧图像之间存在较大差异,因而常用的基于特征的配准方法适用性较差,对此,提出利用SIFT特征来实现准确、稳健的航拍图像配准。进一步的,提出一种基于视觉特征的色彩融合方法以取得平滑的镶嵌效果。最后,通过对真实航拍序列进行拼接实验验证了所提方法的有效性。     

异类传感器融合跟踪系统配准偏差的在线补偿

针对多传感器融合跟踪系统的时变配准偏差补偿问题,提出了一种配准偏差的在线估计和补偿算法.该算法首先依据多传感器提供的测量和跟踪信息,建立配准偏差的动态模型,然后利用极小化似然函数结合卡尔曼滤波方法在线估计系统偏差,利用估计的配准偏差,补偿和修正跟踪器的测量信息,实现多传感器的融合跟踪.最后针对异类传感器(雷达、红外)组成的多传感器跟踪系统,给出了应用该方法的仿真结果.     

基于SSDA的新型地板尺寸测量方法

SSDA是一种冰于特征的图像配准算法,由于相对于其他图像配准算法SSDA易实现并且处理速度快,因而经常用于实时系统中,针对生产流水线上地板长度测量存在的偏转问题,提出丁一种基于SSDA的地板尺寸测量方法,该方法结合了机器视觉和决策级图像融合的相关技术,应用SSDA和边缘提取算法,实现了对运动中地板的尺寸测量,实验验证了方法的有效性．     

基于局部重叠区域的无显著特征图像配准算法

针对沙漠、戈壁等特征不显著场景在配准过程中存在快速性、精确性等问题,提出一种基于局部重叠区域的特征不显著图像配准方法。首先利用图像标记对待配准图像进行预处理增强其特征,接着通过多相机三维投影对多幅待配准图像重叠区域进行预算,并采用图像掩膜和图像分割技术将重叠区域分割出来,最后对重叠区域使用ORB+GMS（Oriented Brief-Grid-based Motion Statistics for Fast）融合算法进行配准,完成多幅图像的配准工作。基于图像重叠区域的配准避免了无显著特征图像在进行整体配准时精确性低的缺点,并且由于是局部配准,相较于全局配准拥有更快的配准速度。对比传统配准方法和本文提出的改进配准方法,实验结果显示,本文提出的改进方法配准精度在传统配准方法的基础上提升了28%,同时,算法具有更高的鲁棒性和实时性。     

混合跟踪技术在增强现实系统中的应用

跟踪技术是增强现实的一个重要研究方向,它致力于解决虚拟信息与真实环境的精确配准问题,构建稳定、高效的增强现实系统。通过分析增强现实系统的跟踪需求,指出单一跟踪存在的不足,说明采用混合跟踪技术的必要性,论述了基于视觉一惯性的混合跟踪技术及其在增强现实中的应用,实现了一种基于VisTracker视觉-惯性混合跟踪器的增强现实实验系统,并给出调试结果。     

基于分块互信息的图像配准

针对传统互信息缺乏利用空间信息而容易导致误配的缺点,提出了基于分块互信息的多模图像配准方法,并运用于可见光与红外图像之间的配准。该方法首先将可见光与红外图像分块,求得每个可见光与红外图像块对的互信息,并由块对中可见光与红外图像的质心间的距离为参数,确定块对的配准系数,求得每个块对的互信息与配准系数的乘积的和,定义为分块互信息,并以此为配准准则。实验表明,该方法运用与可见光与红外光配准,在配准精度上优于传统互信息方法。     

基于最大互信息的红外与可见光图像配准

图像配准是图像融合技术的基本环节和首要问题。该文针对红外与可见光两种不同波段图像的配准技术进行了研究,分析了两者配准的特点,并提出了基于最大互信息的配准算法。算法利用Sobel算子对图像进行边缘增强,完成图像的预处理,然后基于仿射变换建立图像变换模型,并按照最大相关原则确定最佳配准参数,从而实现红外与可见光图像的配准。实验结果表明,该方法可以实现红外和可见光图像的配准。     

基于视觉注意模型的数字图像水印算法

提出了一种基于视觉注意模型的数字图像水印算法,充分利用人眼的视觉注意特性,通过对图像中视觉注意区域嵌入较弱的水印信息,降低水印图像的视觉失真,对非视觉注意区域嵌入较强的水印信息,提高水印检测的鲁棒性.在多幅图像上的实验结果表明,该方法能够有效地隐藏图像水印信息,获得较佳的图像视觉效果;并且,在各种常见的图像攻击下,水印检测结果优于基于边缘的方法.     

基于熵和独特性的角点提取算法

针对角点提取在图像配准中的应用,利用图像窗口的互相关系数定义了邻域窗口的独特性,提出一种基于熵和独特性的角点提取算法.算法首先通过Canny算子提取图像边缘,然后通过计算边缘点所在圆形邻域的熵和独特性筛选出角点,并通过不断修正剩余候选角点的独特性达到输出角点分散分布的目的.通过与Harris算法及区域特征提取的Sift算法实验对比,表明该算法能够对角点准确提取、精确定位,具有较好的抗噪性和方向无关性,且提取的角点分散分布,尤其适用于图像配准,其局限性在于不具有尺度不变性.     

基于互信息及蚁群算法的红外与可见光图像配准研究

红外与可见光传感器是图像系统中常用的两种传感器,对这两种传感器图像进行有效的融合,能够得到更加丰富的图像信息,并具有更高的可靠性,有利于提高对图像信息的分析和识别能力.快速准确地实现图像配准是图像融合的前提.为此,本文提出了一种基于互信息及蚁群算法实现红外与可见光图像配准的方法.     

基于角点检测配准的全景图像拼接技术研究

全景图像拼接技术是计算机数字图像处理领域中的一个重要分支,其在虚拟现实、医学图像处理、遥感技术等领域都有十分广泛的应用。全景图像拼接技术主要包括图像检测、图像配准和图像融合3个方面。其中,图像配准是图像拼接技术的核心环节。该文主要研究基于角点检测配准的全景图像拼接技术,并通过Matlab开发环境进行实验验证。     

基于Radon变换与功率谱结合的心脏MR图像配准算法

针对心脏磁共振(MR)序列切片图像,设计了一种基于Radon变换和功率谱结合的图像配准算法。首先采用形态学边缘检测等图像预处理技术,提取出图像的边缘特征,并将其作为后续配准的输入;而后利用Radon变换和功率谱相结合的配准方法依次求出待配准图像的缩放、旋转和平移参数,利用这3个配准参数,即可通过配准变换得到配准结果。该方法解决了单纯利用Radon变换求解旋转参数易受图像空域噪声影响的问题,提高了配准的精度,同时大大减少了计算的花费。对100幅MR序列切片图像进行配准的实验表明,该方法能够稳定准确地实现MR序列图像的配准。     

基于脑磁共振图像配准的动态联合角点检测算法

角点检测算法是基于角特征点的图像配准方法的核心。Harris和Susan是两种重要的角点检测算法,有较好的检测能力,但是其在描述角点信息方面都不全面。因此,联合Harris、Susan两种算法是一种较好的解决思路。其中,如何确定在联合算法中Harris、Susan两种算法的权重是一个关键。设计了一种联合算法,并通过统计实验获取两者的权重,通过引入两个加权因子ω1和ω2分别对Harris角点响应值与Susan角点响应值进行加权计算,获得其角点强度,从而筛选出新的角点集合,使该联合算法的角点检测能力明显提高。最后将该方法用于脑磁共振图像配准实验中。实验比较结果表明,该联合角点检测算法在脑磁共振图像配准的应用中,相对于目前已有角点检测算法,能获得较高的配准精度和较好的稳定性。     

基于ITK的Mattes互信息医学图像配准研究

近年来非刚性医学图像配准在临床上的需求越来越明显,而使用互信息的方法已经受到许多学者的关注。本文较为详细的介绍了医学图像分割与配准算法工具包在VS2008中的安装和使用,基于该工具包完成了2D-2DMRI脑部图像的Mat-tes互信息配准,对互信息算法及其实现做了研究,并提出了使用图像金字塔算法策略联合互信息测度进行配准的方案。实验表明,与没有使用联合策略的配准方法相比,该方案在配准鲁棒性没有受到明显影响的同时,提高了配准速度和精度。