红外搜索系统视频图像拼接算法及其应用

为了实现将视场小、变化快的红外搜索系统视频图像拼接成全景图像,根据红外搜索系统具有确定像空间位置变化信息的特点,提出了一种结合图像位置信息和模板匹配的的红外图像拼接算法。该算法有效的解决了传统的区域配准拼接算法运算速度慢和基于特征配准拼接算法精度差的不足,具有运算速度快、配准精度高的优点。为了验证该算法的有效性,利用采集到的红外搜索系统试验视频进行了仿真计算,从仿真的结果看,该算法相对于传统算法,大大提高了运算速度和匹配精度。     

结合模板与互信息的全景图拼接技术研究与实现

针对传统互信息图像配准拼接算法计算量大、效率低等问题,本文结合模板匹配,提出基于模板与互信息的全景图拼接技术。首先将误差法和二次匹配误差法相结合,对待拼接图像进行初次模板匹配,划定大致重叠区域;接着从互信息量的角度比较相邻重叠的两幅图像的相似性,通过建立两幅图像之间的互信息量,计算最大互信息,获得匹配区域;然后再次利用模板匹配,设定最佳匹配区域,最终实现图像配准拼接。在VS2010+Opencv环境中编程实现重叠图像的拼接,并验证了算法的正确性。实验表明,本文算法具有计算量相对小,自动化程度高,配准拼接精度高等优点。     

基于ROI的高精度红外全景拼接算法研究

针对红外图像空间分辨率低、视场窄,导致图像配准率低、实时性差的问题,提出一种基于感兴趣区域(ROI)的高精度红外全景拼接算法。该算法首先根据两张相邻图像的近似位置关系,求取图像间的ROI;接着,在ROI窗口中提取尺度不变特征变换(SIFT)特征点并将其作为运动目标,结合KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)实时跟踪算法确定待配准图像中特征点的位置信息并进行匹配;然后采用随机采样一致性(RANSAC)算法剔除误匹配点对;最后利用像素级融合法消除拼接痕迹,合成一幅分辨率稳定、视场宽的红外全景图像。经实验验证,该算法与传统SIFT算法相比,配准率提高了3.491%,运行时间约提高了50%,能够准确、有效地实现多帧红外图像的无缝拼接。     

数字图像拼接方法研究进展

数字图像拼接是指将具有重叠区的多幅数字图像或多帧视频通过配准和融合获得单幅宽视场图像或者动态全景图.数字图像拼接方法主要包括图像配准算法和图像融合算法.根据待拼接图像和拼接图像的特点,介绍图像拼接的4种基本类型,说明图像拼接的研究意义,概述近年来图像拼接方法的研究状况,最后分析图像拼接方法的研究动向.     

多模块相机视场合成配准的测试技术

随着对宽视场的需求和视场拼接技术的发展,多相机视场拼接系统在空间和工业上均有相关应用.为了满足对相机的高精度要求和图像实时获取需求,对多相机视场拼接系统进行了视场配准测试,并结合简单的图像拼接,检验配准后系统的成像性能.实验表明,多相机视场拼接配准测试能保证图像像质,并能优化图像拼接过程,适用于实时系统.     

基于遗传算法的红外热波图像配准技术研究

由于红外热像仪的视场角有限和人们对获取热波图像的分辨率要求较高,大尺寸物件的热波无 损检测需要将多次检测得到的多幅图像拼接起来后才能实现。图像拼接的前提是图像配准精确。根据模板匹配的思 想,将遗传算法引入到了热波图像配准技术当中。通过改进选择策略,设计了自适应的交叉和变异概率,从而实现热波图 像的精确配准。实验结果表明,此方法能够很好地实现热波图像的精确配准,运算速度得到了改善且稳定性良好。     

图像配准在TDICCD拼接焦面精度检测中的应用

大视场遥感相机需要进行TDICCD拼接,对拼接焦面的精度要求非常苛刻,必须进行精确的精度检测以确保良好的成像质量。检测拼接焦面精度时,选取TDICCD封装中几何结构简单明显的标志图形作为模板,采用图像配准的方法进行标志图形定位,提出了最优步进两步模板匹配算法实现图像配准,得到各片TDICCD的拼接误差数据,所有配准过程耗时不超过350 ms。图像配准方法采用统一的客观模板检测多片小像元TDICCD的拼接焦面,检测结果表明该方法可将每一片TDICCD像元的位置定位精度提高30.6%。图像配准拼接精度检测避免了常规检测方法通过人眼观测读取数据所引入的主观误差,取得的检测结果更为精确,同时精度检测过程不需要人工干预,提高了拼接精度检测工作的效率。     

航空摇摆图像组的配准拼接算法

随着航空遥感应用的不断扩大和要求的不断提高,如何扩大航空遥感拍摄的视场成为越来越关注的问题,改进航空遥感相机的拍摄方式成为扩大拍摄视场的一种重要方法.航空摇摆相机将固定式拍摄方式改为运动式拍摄方式,将每一个拍摄点拍一幅图像改为每一个拍摄点拍三幅成像平面不同但具有部分区域重叠的图像,然后通过将这三幅图像组成的图像组拼接起来得到视场更大的图像.深入研究了航空摇摆相机的摇摆模型,提出了一种摇摆图像组的配准拼接算法.实验结果表明:该摇摆图像组配准拼接算法具有良好的配准拼接效果.     

星载拼接相机图像实时校正系统的研究

为了实时对多TDI-CCD拼接后获得准确与高质量的大视场图像,建立了多片TDI-CCD拼接相机像元实时校正系统.对该系统的图像拼接与灰度融合算法进行研究并对硬件实现方法加以介绍.对多片TDICCD拼接技术以及由此带来的图像错位与像元不均匀性进行了介绍,采用输出缓存技术实现拼接TDI-CCD奇偶片输出图像配准,应用比值平均法校正拼接片间的灰度不均匀性,实现实时大视场拼接校正.并将整套算法在Xilinx公司的Spartan 3系列的FPGA平台上实现,得以构成多TDI-CCD拼接校正系统.实验结果表明,该系统可以自动对3片2048像元的TDI-CCD拼接配准与灰度校正,获得清晰的大视场图像,满足系统实时性的要求.     

图像融合与拼接算法在无人机电力巡检系统中的应用

图像融合与拼接技术是数据综合处理过程中的新兴技术,该技术在军事领域和民用领域都有广阔的发展应用前景。无人机电力巡检系统中的图像处理算法包括图像预处理、图像配准、图像拼接和拼接缝消除算法。首先运用改进后的图像预处理算法对获取的图像进行优化,其次应用图像融合与拼接算法对多角度图像进行拼接,最后利用新型拼接缝消除算法消除拼接缝。实验结果表明,将整套算法应用于无人机巡检系统中,可对存在一定重叠和旋转的多幅图像进行自动拼接,获得无缝、清晰的大视场图像。     

基于改进光流场模型的脑部多模医学图像配准

 基于光流场模型的配准其常亮假设的光流场约束要求待配准的源图像和目标图像具有一致的灰度,因而只适用于单模态图像之间的配准,为此使用基于排序的精确直方图规定化对脑部MR-PD图像进行模态变换,完成与MR-T2图像之间的灰度映射.由于此配准方法主要用来寻找时间序列图像中的细小形变,当待配准的两图像差异较大时就不能取得满意的配准效果,为此使用能反映图像结构的标记点构造附加的外力对光流场模型加以改进,以获得更理想的配准参数.实验证明,本文方法能够实现具有较大差异的脑部MR多模序列图像之间的准确配准.     

A contour-based approach to multisensor image registration

Image registration is concerned with the establishment of correspondence between images of the same scene. One challenging problem in this area is the registration of multispectral/multisensor images. In general, such images have different gray level characteristics, and simple techniques such as those based on area correlations cannot be applied directly. On the other hand, contours representing region boundaries are preserved in most cases. The authors present two contour-based methods which use region boundaries and other strong edges as matching primitives. The first contour matching algorithm is based on the chain-code correlation and other shape similarity criteria such as invariant moments. Closed contours and the salient segments along the open contours are matched separately. This method works well for image pairs in which the contour information is well preserved, such as the optical images from Landsat and Spot satellites. For the registration of the optical images with synthetic aperture radar (SAR) images, the authors propose an elastic contour matching scheme based on the active contour model. Using the contours from the optical image as the initial condition, accurate contour locations in the SAR image are obtained by applying the active contour model. Both contour matching methods are automatic and computationally quite efficient. Experimental results with various kinds of image data have verified the robustness of the algorithms, which have outperformed manual registration in terms of root mean square error at the control points.     

一种简易的激光雷达点云与光学影像自动配准方法

将激光雷达点云与光学影像进行配准融合,在数字城市建模、自动驾驶和导航避障等方面有重要的应用价值。当前多数自动配准方法需要专门设计特殊的场景结构,操作复杂。根据激光雷达对玻璃具有穿透的特性,提出利用透明的门窗等室内建筑物场景来实现对激光雷达点云与光学影像的自动配准。首先,将激光点云量化为图像,提取光学影像与量化图像的门窗角点特征,并利用相关系数法实现特征点的自动匹配;然后,对激光雷达与相机之间的配准转换参数进行求解;最后,对两种数据进行配准融合。实验结果表明:利用室内门窗这种规则的半透明场景,可以轻松实现激光点云与光学影像的自动化配准,简单实用,操作性强。     

A new real-time retinal tracking system for image-guided laser treatment

A new system is proposed for tracking sensitive areas in the retina for computer-assisted laser treatment of choroidal neovascularization (CNV). The system consists of a fundus camera using red-free illumination mode interfaced to a computer that allows real-time capturing of video input. The first image acquired is used as the reference image and utilized by the treatment physician for treatment planning. A grid of seed contours over the whole image is initiated and allowed to deform by splitting and/or merging according to preset criteria until the whole vessel tree is demarcated. Then, the image is filtered using a one-dimensional Gaussian filter in two perpendicular directions to extract the core areas of such vessels. Faster segmentation can be obtained for subsequent images by automatic registration to compensate for eye movement and saccades. An efficient registration technique is developed whereby some landmarks are detected in the reference frame then tracked in the subsequent frames. Using the relation between these two sets of corresponding points, an optimal transformation can be obtained. The implementation details of proposed strategy are presented and the obtained results indicate that it is suitable for real-time location determination and tracking of treatment positions.     

一种基于深度和局部特征的分布式光电图像配准方法北大核心CSCD

针对分布式光电成像系统采集的红外和可见光图像在配准时易受噪声影响,配准精度不高问题,提出一种基于卷积神经网络深度特征和RIFT局部特征的图像配准算法。首先基于改进的AVIRnet提取待配准红外和可见光图像的卷积深度特征,利用深度特征进行初匹配,得到初步的空间关系;然后在重叠图像区域内提取RIFT特征点;最后对局部特征点进行修正,得到最终的匹配点对,估算出精确的变换矩阵。实验结果表明:本文方法通过深度特征和局部特征两次匹配,对非线性辐射差异具有不变性,满足了分布式光电红外和可见光图像配准的精度要求。     

基于LK和FAST的时间序列图像快速配准算法

LK光流算法是一种精确高效的特征跟踪算法,能够较大幅度提高图像配准的精度和速度。针对时间序列图像的配准问题,基于LK光流算法,通过基于图像金字塔的方式跟踪改进后的FAST特征角点,采用一种鲁棒的单应矩阵估计算法解算配准参数,提出了一种基于LK光流和改进FAST特征的实时鲁棒配准算法。通过一组时间序列图像从配准精度和配准速度两个方面对所提出算法的性能进行了验证分析,平均重投影误差为0.16,平均处理速度为30 Hz。实验结果表明,该算法能够提取稳定的FAST角点,快速准确地跟踪匹配序列图像之间的特征,较好地解决时间序列图像的实时配准问题。     

同时偏振成像探测系统的偏振图像配准研究

同时偏振成像探测技术是一种新型的偏振成像探测技术,它能在同一个探测器上同时获得被探测目标0、45、90、135 4个偏振方向的偏振强度图像。为了准确获取被探测目标的偏振信息,这４幅图像的配准显得尤为重要。为了使配准精度达到0.1个像元,结合同时偏振成像探测系统的成像方式,提出了一种基于空域和频域互相关的偏振图像配准方法。该方法使用硬件和软件相结合的方式完成图像的配准。首先使用空域互相关的算法实现图像的像元级粗配准;然后使用频域互相关的像元级配准算法进行像元级精配准;最后使用频域互相关的亚像元配准算法实现偏振图像的亚像元级配准。     

基于改进Keren配准方法的超分辨率算法

提出一种基于边缘检测和Keren配准方法的自适应归一化卷积超分辨率重建算法。为了进一步提高低分辨率序列图像间的配准精度,该算法将边缘检测与Keren配准算法相结合。首先利用Roberts算子对图像序列进行边缘检测,然后利用基于简化四参数仿射变换模型的Keren改进算法求出边缘图像间的平移和旋转参数。仿真实验结果表明即使在含有噪声及大角度旋转情况下,相比Keren改进算法该算法配准精度得到了显著提高;其中采用Roberts算子相比其他传统算子可获得更高的配准精度。最后采用自适应归一化卷积超分辨率融合算法进行超分辨率重建,真实混叠图像序列的实验表明,基于提出的这种配准方法的超分辨率重建图像获得了很好的视觉效果和更高的分辨能力,具有良好的应用价值。     

光学被动热补偿方式实现红外与可见光图像融合物镜设计

图像融合的配准精度是关系到图像融合质量的一个重要性能指标。本文所述的红外与可见光图像融合物镜系统采取平行光路布局、光学被动热补偿的方式提高图像融合的配准精度。本文首先分析对比了机械热补偿方式与光学热补偿方式对提高图像配准精度的贡献;其次根据图像融合物镜系统的性能指标对红外物镜和可见光物镜进行光学被动热补偿的优化设计,并分析了对可见光物镜进行光学被动热补偿设计的必要性;第三从光学布局型式及畸变变化来分析图像融合物镜系统的图像配准精度;最后根据图像融合物镜系统的成像质量和图像配准效果,可得出融合图像质量好、能满足指标要求的结论。