区域和局部信息结合的双向医学图像配准

提出了一种新的基于区域互信息和局部频率信息结合的双向图像配准测度。首先,以原参考图像为参考,计算出正向变换下图像的区域互信息和Gabor滤波后的得到局部频率 信息;同时,以输入图像为参考图像,计算出逆变换下的逆向互信息和局部频率信息。将正向与逆向变换下的互信息和局部频率信息各自相乘后求和,减去两幅图像对应的配准残 量,得到双向图像配准度量,用于对输入图像进行配准。仿真实验结果在验证分析结果的同时也表明,方法对图像噪声、分辨率等具有较高的鲁棒性,可有效提高配准的精度。     

利用特征点序列截断的图像匹配判决算法

当图像中特征点缺失比较严重时,利用特征点S维分配算法和K均值聚类算法的图像匹配性能较差。此外,随着待匹配图像数量的增加,上述两类算法的计算量急剧上升。针对上述问题,提出一种新的图像匹配判决算法——利用特征点序列截断的匹配判决。该算法利用了匹配特征点之间的匹配度量大于非匹配特征点之间的匹配度量,以及同一匹配簇中来源于同一图像的特征点不超过一个的先验知识,一方面对特征点缺失具有较强的鲁棒性,另一方面克服了上述两类算法中的组合爆炸问题。仿真实验证实了所提算法的有效性。     

人体心脏的4维图像建模和参数分析

研究一种基于4维医学图像的活动形状模型方法,用于构建人类心脏的3维柔性模型并进行自动化参数分析,以得到心脏各方位的量化功能指标。首先,通过造影技术获取心脏周期内各时刻的立体图像,根据时间序列形成一组4维图像。在大量医学图像的基础上,用统计方法分析得到心脏的一般形状,局部的变化范围和分布概率密度,为人类心脏建立一个数字化的计算模型。在此基础上,针对具体病人进行图像分割和形状拟合以计算其心脏静态和动态形状参数,然后分析得到与心脏功能相关的一些重要参数。研究内容包括心脏模型的建立,心脏静态参数分析,心脏动态功能分析,疾病分析等,对病人心脏在特定时刻的每组图像生成其3维结构模型,为医生提供丰富有力的诊断和治疗依据。     

人类深度感知立体图像质量评价方法

立体图像质量评价是感知与显示的基础,也是立体视频系统设计的依据。由于图像的最终接受者是人,所以评价图像质量的关键在于其是否符合人类的视觉系统特性。通过对视觉非线性、对比敏感度、多通道结构和掩蔽效应等人类视觉特性的分析,提出一种符合人类主观感知的立体图像质量评价方法。该方法首先对图像进行5级小波分解,将图像的空间频率按视觉系统的掩盖效应特点分成6个频带分别进行滤波,以改变原始图像的空间频率,然后对每个频带进行相似度度量。根据对比敏感度特性对各个频带的质量评价结果进行加权平均,得到最终的质量评价尺度。实验结果表明,本文方法优于传统的客观质量评价方法,与人的主观感受有更好的一致性,能够反映图像的质量以及立体感。     

增强现实系统中视频影像与DEM栅格图像匹配

提出一种新的图像匹配技术解决增强现实（AR）系统中的户外3维注册问题。首先用数学形态学提取视频影像中的地形边缘曲线。根据GIS的通视分析原理,从DEM（数字高程模型）栅格图像上生成基于观测视点的地表视域轮廓。再分别检测两个轮廓线上的局部极值点,计算各自的极值点曲率向量。最终通过用相关矩阵度量两个极值点曲率向量之间的相似性获得匹配结果。研究结论表明,与地图相比,基于视频AR的地理信息可视化对地理数据建模的要求较低,且无须对空间数据进行抽象符号化。     

正交U变换及其快速算法

采用递推方法构造一种正交变换,称之为U变换,该变换含有分段常数基向量、分段一次多项式基向量以及分段二次多项式基向量,是对Walsh变换、斜变换的推广。根据递推方式,可以得到相应的快速算法。利用平移复制算子和Kronecher积的性质,推导基于Kronecher积的快速算法和正交U变换的直接分解算法。将该变换应用于图像压缩中,构造基于人类视觉系统的量化表,实验结果表明,正交U变换的图像压缩性能明显优于斜变换的图像压缩性能,与DCT变换的图像压缩性能相当,为图像压缩提供了一种新的选择。     

改进的红外图像2维Otsu分割算法

针对红外图像有别于一般灰度图像的特点,常用的灰度级平均灰度级2维直方图区域划分在红外图像分割中效果不佳,为此提出一种改进的灰度级梯度2维Otsu阈值选取方法,选取合适的梯度算子,利用改进的粒子群优化算法寻找分割阈值,在算法中加入有效判断早熟停滞的方法,一旦检索到早熟迹象,便随机改变最优解的任意1维分量值,使其跳出局部最大,实现全局寻优过程的快速收敛。仿真实验结果表明,该算法由于使用新的2维直方图,分割后的红外图像边界形状准确,特征细节清晰,运算速度也得到了有效提高。     

扫描型红外图像实时目标检测研究

针对扫描型红外图像数据量大、背景复杂、横纹杂波干扰大和目标图像信噪比低等特点,提出一种适用于360°全方位扫描型红外图像目标检测的实时处理算法。算法预处理部分消除横纹杂波,实现目标增强和背景抑制;然后采用两级特征提取,大幅降低图像的数据量;最后根据帧间图像灰度特征相关的思想,完成扫描型红外图像目标检测的功能。根据本文算法的特点,以DSP+FPGA为核心处理器设计了具有实时处理能力强,数据传输容量大等优点的图像处理板。实验结果表明,本文算法是有效、可行的,图像处理板稳定、可靠,能满足扫描型红外图像实时目标检测的需求。     

双摄像机下人体遮挡时的跟踪方法

针对双摄像机下存在人体遮挡情况时的跟踪问题,提出了利用人体3维位置信息来实现跟踪的方法。该方法首先对其中一个摄像机视频图像中的人体像素抽样,接着在其他摄像机视频图像中找出抽样像素的匹配点,计算出每一对匹配点在世界坐标系中所对应的3维点,然后依据3维位置信息将3维点聚类,找出每一个聚类区域中的3维点所对应的图像中的一组像素点,并对其构建高斯平滑直方图模型。在此基础上,依据直方图模型将互相遮挡的人体分割开来,最后根据求取的人体像素点的匹配关系来确定不同摄像机中同一个人的对应关系。实验结果表明,该方法能有效实现遮挡情况下的人体跟踪。     

脑MR图像分割和偏移场矫正的耦合水平集模型

脑核磁共振(MR)图像因需要偏移场矫正,传统分割方法很难获得准确的分割结果。针对这一问题,首先构造一组基函数拟合偏移场以保证偏移场的光滑特性,再将其融入到高斯概率密度函数中,结合统计分类准则建立脑MR图像的分割和偏移场矫正的能量方程,最后将该能量方程引入到三相位水平集的变分框架中得到脑MR图像的分割和偏移场矫正的耦合模型。实验表明该方法在得到准确的分割结果同时还可以得到较好的恢复结果。