基于NCT的特征级图像融合

为得到更好的融合效果,将特征级融合与像素级融合相结合,利用Contourlet变换(CT)对源图像进行分解,对于近似图像,利用Canny算子进行边缘检测以得到边缘特征图像,再以边缘特征图像作为交叉视觉皮质模型的输入,根据各神经元的点火次数进行融合;对于细节图像,根据区域能量系数矩阵进行融合.通过多聚焦闹钟图像和CT、M...     

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.     

微型航天探测器目标识别算法研究

微型航天目标探测器主要是对空间目标探测识别,然而在微型航天探测器在空间对目标物成像时目标物、背景和探测器之间存在相对运动,目前还没有好的运动背景中运动目标识别的算法.因此,针对微型航天探测器在星空背景下对目标物识别的要求,提出了把图像配准与双差分法相结合目标识别的算法.该算法对连续采集的三帧图像中的前两帧和后两帧分别进行配准,差分,二值化,然后将两副二值化图像逻辑乘,识别出目标.计算机仿真的结果表明该算法计算量比较小,对目标的识别效果好.因而,基于图像配准的双差分法是一个相对较好适用于微型航天探测器对空间目标探测识别的算法.     

基于改进的SIFT算法的红外图像配准

电路板红外图像具有分辨率低、对比度低、信噪比低、视觉效果模糊的特点,目前的图像配准算法用于电路板红外图像配准时,运算时间长且匹配准确度低.针对电路板红外图像的特点,梳理了图像配准方面的国内外研究现状,分析了SIFT算法的基本原理,对原有的SIFT算法进行了修改.对特征点的提取方式进行了改进,减少了不必要的特征点;改进了特征点的描述符,降低了特征向量的维数;在特征点匹配的时候加入了分层阈值.对改进的算法进行了一系列的测试,针对三对电路板的红外图像进行配准,实验结果表明,相比于传统的SIFT算法,改进的SIFT算法在进行电路板红外图像配准的时候,匹配的准确率和运算时间得到了很大的提升,为电路板红外图像的配准提供了新的方法.     

基于分窗口相关的遥感图象配准方法

多源遥感数据的融合和综合应用必须实行严格的配准,若将通过选取控制点的传统方法,用于成象特性差异较大的图象间配准就存在较大的误差,为解决该问题,研究发展了一种基于分窗口相关的图象配准方法,即采用移动窗灰度相关的方法对图象上的每一点进行搜索,来寻找最大相关位置,以达到精确配准的目的。通过将该方法应用于不同时相的TM图象、SAR图象、不同成象方式和不同分辨率的AVIRIS图象和航片间配准的实验表明,该方法能够有效地实现复杂图象间的精确配准,配准误差已达到子象素级水平。     

针对大视差图像拼接的显性子平面配准

目的 针对图像拼接中大视差图像难以配准的问题,提出一种显性子平面自动配准算法。方法 假设大视差图像包含多个显性子平面且每个平面内所含特征点密集分布。对该假设进行了验证性实验。所提算法以特征点分布为依据,通过聚类算法实现子平面分割,进而对子平面进行局部配准。首先,使用层次聚类算法对已匹配的特征点聚类,通过一种本文设计的拼接误差确定分组数目,并以各组特征点的聚类中心为新的聚类中心对重叠区域再聚类,分割出目标图像的显性子平面。然后,求解每个显性子平面的投影参数,并采用就近原则分配非重叠区域的单应性矩阵。结果 采用公共数据集对本文算法进行测试,并与Auto-Stitching、微软Image Composite Editor两种软件及全局投影拼接方法（Baseline）、尽可能投影算法（APAP）进行对比,采用均方根误差作为配准精度的客观评判标准。实验结果表明,该算法在拼接大视差图像时,能有效地配准局部区域,解决软件和传统方法由误配准引起的鬼影、错位等问题。其均方根误差比Baseline方法平均减小55%左右。与APAP算法相比,均方根误差平均相差10%左右,但可视化配准效果相同且无需调节复杂参数,可实现自动配准。结论 提出的显性子平面自动配准算法,通过分割图像所含子平面进而实现局部配准。该方法具有较高的配准精度,在大视差图像配准方面,优于部分软件及算法,可应用于图像拼接中大视差图像的自动配准。     

快速数字影像重建的2维/3维医学图像配准

目的 针对2D/3D医学图像配准过程中数字影像重建技术(DRR)生成图像和相似性程度测量两个步骤计算量大、耗时较长这一问题,提出了一种基于Bresenham直线生成算法改进的模式强度与梯度相结合的混合配准算法.方法 首先利用Bresenham直线生成算法原理改进传统光线投射算法(Ray-Casting),完成DRR图像的生成;其次模式强度与梯度相结合并引入多分辨率策略来降低相似性测度的计算复杂度;最终利用改进的鲍威尔优化算法对参数进行优化,完成整个配准过程.结果 实验结果表明,改进的混合配准算法与基于相关系数、互信息和模式强度的配准算法相比,配准效率大幅提升.模拟配准实验和临床配准实验完成时间分别为76.2 s和64.9 s,比传统配准算法效率提升3~6倍.结论 提出的算法在保证配准精度和高鲁棒性的前提下,大幅度地提高了2D/3D医学图像配准算法的运算速度,可以满足临床上精确引导手术进行的实时性要求.     

基于改进头脑风暴优化算法的医学图像配准方法

针对精准医疗中图像配准方法收敛速度慢、精度不够高的问题,提出一种基于改进头脑风暴优化（Improved brain storm optimization, IBSO）算法的医学图像配准方法。配准过程分为3个阶段：首先,将待配准图像进行多分辨率分解;然后,使用IBSO算法对低分辨率图像进行全局粗配准;最后,利用单纯形搜索法对高分辨图像精配准。相比粒子群和单纯形结合算法、差分进化和Powell结合算法,以及头脑风暴和Powell结合算法,在单模态实验中,所提算法平均耗时较以上3种算法分别降低了32.89%、13.91%和13.66%,且最大误差、平均误差最小;在多模态实验中,互信息、归一化互信息、交叉累计剩余熵与归一化互相关指数均优于上述3种配准算法。实验结果表明,所提算法可以有效地提升医学图像配准的精度与速度。     

一种改进的病理显微图像亚像素快速配准方法

针对病理显微图像的快速高精度配准的应用需求,提出了一种改进的亚像素快速配准方法。通过采用对数差值函数对显微图像重叠区域进行信息量评估,由H型对数差值模板配准获取两幅图像像素级的粗定位和有效子图,继而在两幅子图上采用局部上采样相位相关法来获取亚像素级别的配准估计值。该方法利用H型对数差值模板简洁、配准速度快的优点规避了相位相关法计算量随着图像尺寸增大而急剧增长的缺陷,并能够对显微图像进行信息量评估以避免空白图像造成的误配。经实验表明,改进的显微图像配准方法配准精度可达0.01像素,速度为相位相关法的3.7倍（图像大小为2448×2048）,更适合应用于病理显微图像的快速高精度配准。     

一种遥感图象自动配准方法

遥感图象的配准是多项重要的图象处理工作(如图象融合、图象比较、图象计算等)的前提。该文提出了一种简单可靠的遥感图象自动配准方法,该方法利用待配准图象之间的灰度相关性,首先采用改进的有利算子(兴趣算子)自动地在基准图象上搜寻特征点,然后进行特征点匹配,在待配准图象上搜寻特征点的同名点,并按相关性的大小从中筛选出有效的控制点,构成不规则三角网(TIN),最后对三角网中的每一个三角形进行多项式拟合和插值变换。与传统的人工输入控制点方法相比,该文提出的方法具有更高的精确度,而且节省了人力和时间,实验证明具有一定的实用性。     

广义质心及其在仿射变换参数恢复中的应用

目的 全局的仿射变换配准需估计出仿射变换的参数,现有算法要么效果不佳,要么对二值图像无能为力。本文改造传统质心的定义,提出广义质心的概念。方法 传统的质心以二重积分定义,所提广义质心利用变形累次积分定义,传统质心只是这种广义质心的特例。本文给出了广义质心保持仿射变换前后对应关系的条件,并提出了一种利用这种广义质心进行仿射变换参数恢复的算法。结果 该算法对灰度和二值图像的仿射变换参数恢复都适用,实验结果也表明现有的交叉权重矩方法耗时是本文算法耗时的25倍,但它们的恢复效果相差不大,并且本文算法要比现有的图像矩构造非线性方程组方法恢复效果好。结论 本文提出了广义质心,利用这种广义质心进行仿射变换参数恢复算法,对二值图像和灰度图像均适用,恢复效果较好,并且计算量较小。     

基于FAST和DAISY的遥感图像配准算法

图像配准是计算机视觉中诸多问题的基础,基于图像特征的配准方法仍然是该领域的研究热门。为了提高算法的效率,拥有更好的实用性,本文提出了一种基于FAST-DAISY的遥感图像配准方法。首先运用FAST算法提取特征点,提出分配主方向的方法,利用DAISY算法建立描述符,得到特征点集后,使用RANSAC(随机抽样一致性)算法剔除误匹配点对,最终估计仿射变换参数,利用二次线性插值法得到配准后的遥感图像。实验结果表明,本文算法对于平移、旋转、灰度差异、地物差异、位置差异、小尺度差异和噪声干扰的遥感图像有较好的配准效果,匹配时间通常介于SIFT算法和SURF-DAISY算法之间。综上所述,该算法在实用性上有较大优势。     

结合SURF描述符和广义近邻图的图像配准算法

针对传统互信息配准方法计算量较大且未利用图像空间信息的缺点,提出了一种结合SURF描述符和广义近邻图的图像配准算法。该算法用SURF从图像中提取尺度空间特征点并获得特征点描述子,然后用广义近邻图来估计Rényi熵与互信息。该算法结合了SURF描述子的鲁棒性和广义近邻图估计Rényi熵的高效性。实验结果表明,对于真实遥感图像,该算法在配准准确度、鲁棒性和速度上都明显优于几种传统配准方法。     

Wavelet-based image registration technique for high-resolution remote sensing images

Image registration is the process of geometrically aligning one image to another image of the same scene taken from different viewpoints at different times or by different sensors. It is an important image processing procedure in remote sensing and has been studied by remote sensing image processing professionals for several decades. Nevertheless, it is still difficult to find an accurate, robust, and automatic image registration method, and most existing image registration methods are designed for a particular application. High-resolution remote sensing images have made it more convenient for professionals to study the Earth; however, they also create new challenges when traditional processing methods are used. In terms of image registration, a number of problems exist in the registration of high-resolution images: (1) the increased relief displacements, introduced by increasing the spatial resolution and lowering the altitude of the sensors, cause obvious geometric distortion in local areas where elevation variation exists; (2) precisely locating control points in high-resolution images is not as simple as in moderate-resolution images; (3) a large number of control points are required for a precise registration, which is a tedious and time-consuming process; and (4) high data volume often affects the processing speed in the image registration. Thus, the demand for an image registration approach that can reduce the above problems is growing. This study proposes a new image registration technique, which is based on the combination of feature-based matching (FBM) and area-based matching (ABM). A wavelet-based feature extraction technique and a normalized cross-correlation matching and relaxation-based image matching techniques are employed in this new method. Two pairs of data sets, one pair of IKONOS panchromatic images from different times and the other pair of images consisting of an IKONOS panchromatic image and a QuickBird multispectral image, are used to evaluate the proposed image registration algorithm. The experimental results show that the proposed algorithm can select sufficient control points semi-automatically to reduce the local distortions caused by local height variation, resulting in improved image registration results.     

结合纹理信息的深度像匹配

利用图像的相关性在不同深度像对应的纹理图中自动选取特征点对;然后根据Hausdorff距离判断对应点对的有效性,并利用这些对应点对获得相应的深度点对,从而计算出2个深度像之间的初始位置变换关系;最后结合一种改进的带纹理的ICP算法实现深度像的精确配准.实验结果证明:该算法不仅适用于自由曲面的深度像匹配,而且适用于规则对称物体的匹配.     

基于深度学习的肝脏CT-MR图像无监督配准

多模态配准是医学图像分析中的关键环节,在肝癌辅助诊断、图像引导的手术治疗中具有重要作用。针对传统的迭代式肝脏多模态配准计算量大、耗时长、配准精度低等问题,提出一种基于多尺度形变融合和双输入空间注意力的无监督深度学习配准算法。利用多尺度形变融合框架提取不同分辨率的图像特征,实现肝脏的逐阶配准,在提高配准精度的同时避免网络陷入局部最优。采用双输入空间注意力模块在编解码阶段融合不同水平的空间和文本信息提取图像间的差异特征,增强特征表达。引入基于邻域描述符的结构信息损失项进行网络迭代优化,不需要任何先验信息即可实现精确的无监督配准。在临床肝脏CT-MR数据集上的实验结果表明,与传统的Affine、Elastix、VoxelMorph等算法相比,该算法达到最优的DSC值和TRE值,分别为0.926 1±0.018 6和6.39±3.03 mm,其平均配准时间为0.35±0.018 s,相比Elastix算法提升了近380倍,能准确地提取特征及估计规则的形变场,具有较高的配准精度和较快的配准速度。     

An entropy-based image registration method using image intensity difference on overlapped region

Image registration is a fundamental procedure in image processing that aligns two or more images of the same scene taken from different times, different viewpoints, or even different sensors. It is reasonable to orientate two images by matching corresponding pixels or regions that are considered identical. Based on this concept, this paper proposes a novel image registration method that applies the information theorem on intensity difference data. An entropy-based objective function is then developed according to the histogram of the intensity difference. The intensity difference represents the absolute gray-level difference of the corresponding pixels between the reference and sensed images over the overlapped region. The proposed registration method is to align the sensed image onto the reference image by minimizing the entropy of the intensity difference through iteratively updating the parameters of the similarity transformation. For performance evaluation, the proposed method is compared with the two exiting registration methods in terms of eight test image sets. The experiment is divided into two scenarios. One is to investigate the sensitivity (i.e., robustness) of the objective functions in these three different methods; the other is to verify the effectiveness of the proposed method. Through the experimental results, the proposed method is shown to be very effective in image registration and outperforms the other two methods over the test image sets.     

基于边缘特征和Keren算法的图像配准

为获得高精确度、高稳定度的岩心配准图像,提出利用Sobel算子提取图像边缘并结合keren算法的图像配准方法。该方法首先提取参考图像和待配准图像边缘,接着对边缘图像进行高斯金字塔分解,最后,利用keren改进算法实现由粗到细的岩心图像配准。实验结果表明该算法与Keren算法相比,在小角度下都有较高的配准精度,大角度旋转情况下该方法绝对误差明显降低,且在大角度旋转下平移参数和角度参数分别可获得0.1个像素以下和0.1度以下的绝对误差精度,提高了岩心配准精度。     

一种基于混合量子行为粒子群优化算法的图像配准方法

针对多模医学图像配准的高精度要求,以最大化互信息图像配准方法为基础,提出了一种基于混合量子行为的粒子群优化(HQPSO)算法的多模医学图像配准新方法。实验结果表明,在多模医学图像配准应用中,新算法的实际性能不仅优于传统的Powell算法和PSO算法,也比QPSO算法有一定的优势。上述结论为医疗图像诊断分析提供了一种新的有效方法。     

一种基于膨胀的渐进渐出图像融合算法

在对多幅图像的不同区域进行拼接时,需要涉及到图像分割、配准以及图像融合等方法。针对多幅图像不同区域进行拼接的情况,提出了一种“基于膨胀的渐进渐出”图像融合算法,该算法在图像融合过程中结合形态学方法,大幅度提高了拼接图像的效果。多个实验验证了所提算法的有效性。