一種圖像配準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于圖像處理領(lǐng)域，提供了一種圖像配準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)，所述方法包括：獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像；對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像；從所述參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量；根據(jù)所述起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量；根據(jù)所述起始偏移量和/或局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。本發(fā)明可快速、簡(jiǎn)便的配準(zhǔn)圖像。
【專利說(shuō)明】一種圖像配準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像配準(zhǔn)的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)經(jīng)過(guò)同一采集點(diǎn)的兩個(gè)不同時(shí)間段的同一車輛進(jìn)行線掃描，對(duì)線掃描圖像進(jìn)行配準(zhǔn)保證車輛行車安全的重要且關(guān)鍵的部分。車輛圖像可能存在油斑、水潰、螺栓丟失及字跡涂寫等異物問(wèn)題，由于異物的尺寸大小不定，造成異物的特征不易提取，因此對(duì)圖像的配準(zhǔn)精度要求比較高。線掃描相機(jī)通過(guò)動(dòng)車的即時(shí)速度確定掃描頻率，圖像的寬度方向上沒(méi)有失真，但動(dòng)車的長(zhǎng)度較長(zhǎng)且在很短的時(shí)間內(nèi)速度不是恒定的，因此由于車速和掃描頻率不匹配，線掃描動(dòng)車圖像在高度方向上存在局部失真的問(wèn)題，即在高度方向上，兩幅圖像的偏移不是整體的偏移，而是局部存在偏移，局部的位置不確定，且偏移行數(shù)不確定，嚴(yán)重影響了動(dòng)車圖像的異常檢測(cè)。不同時(shí)刻獲得的動(dòng)車圖像可能存在光照、噪聲、拍攝角度等的影響，如何得到魯棒、高精度、高效的匹配結(jié)果是研究的難點(diǎn)之一。目前，典型的圖像配準(zhǔn)算法主要包括基于模板配準(zhǔn)的算法、基于SIFT(尺度不變特征變換)特征的配準(zhǔn)算法、基于FFT(傅立葉變換)的相位相關(guān)法的配準(zhǔn)算法、基于多顯著特征的配準(zhǔn)算法等，現(xiàn)有技術(shù)存在數(shù)據(jù)量和計(jì)算量大的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種圖像配準(zhǔn)方法和配準(zhǔn)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)量和計(jì)算量大的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種圖像配準(zhǔn)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0005]獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像；
[0006]對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像；
[0007]從所述參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量;
[0008]根據(jù)所述起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量，如果包含則獲取所述局部偏移量；
[0009]根據(jù)所述起始偏移量和/或局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種圖像配準(zhǔn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0011]圖像獲取單元，用于獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像；
[0012]形態(tài)學(xué)處理單元，用于對(duì)所述圖像獲取單元獲取的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像；
[0013]起始偏移量獲取單元，用于從所述形態(tài)學(xué)處理單元獲取的參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量；
[0014]局部偏移量確定單元，用于根據(jù)所述起始偏移量獲取單元獲取的起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量，如果包含則獲取所述局部偏移量；
[0015]配準(zhǔn)單元，用于根據(jù)所述起始偏移量獲取單元獲取的起始偏移量和/或局部偏移量確定單元確定的局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)對(duì)參考圖像和待配準(zhǔn)圖像的形態(tài)學(xué)處理，獲取參考圖像和待配準(zhǔn)圖像之間的起始偏移量和局部偏移量，并根據(jù)該起始偏移量和局部偏移量對(duì)待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，使得圖像配準(zhǔn)的過(guò)程快速、計(jì)算簡(jiǎn)便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像配準(zhǔn)方法的流程圖；
[0019]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]為了說(shuō)明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
[0022]實(shí)施例一
[0023]如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像配準(zhǔn)方法的流程圖，所述方法包括以下步驟:
[0024]在步驟SlOl中，獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像。
[0025]在本發(fā)明實(shí)施例中，進(jìn)行圖像配準(zhǔn)的裝置首先獲取待配準(zhǔn)圖像和作為參考的參考圖像。
[0026]在步驟S102中，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像。
[0027]在本發(fā)明實(shí)施例中，在獲取了待配準(zhǔn)圖像和參考圖像之后，對(duì)該待配準(zhǔn)圖像和該參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像。所述對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理的步驟，包括:
[0028]1、對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理。
[0029]在本發(fā)明實(shí)施例中，首先對(duì)待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理，其中，分辨率的降低倍數(shù)dRate由待配準(zhǔn)圖像或參考圖像中最小部件螺栓的半徑dRadiu決定。在本實(shí)施例中，dRate = Round (dRadiu/10), Round O 為取整函數(shù)。
[0030]2、通過(guò)Canny算子分別對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取，獲取第一邊緣圖和第二邊緣圖，所述第一邊緣圖為待配準(zhǔn)圖像的邊緣圖，所述第二邊緣圖為所述參考圖像的邊緣圖。
[0031]在本發(fā)明實(shí)施例中，被降分辨率處理后的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像，經(jīng)過(guò)Canny算子的計(jì)算，對(duì)該經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取，其中，Canny算子的高低閾值由圖像的整體灰度平均值meanValue決定:高閾值為meanValue*2，低閾值為meanValue/2。通過(guò)Canny算子對(duì)經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取的步驟使用現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅述。
[0032]3、分別對(duì)所述第一邊緣圖和所述第二邊緣圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹，獲取第一膨脹邊緣圖和第二膨脹邊緣圖。
[0033]在本發(fā)明實(shí)施例中，分別對(duì)第一邊緣圖和第二邊緣圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹，以使邊緣圖符合后續(xù)的處理要求，形態(tài)學(xué)膨脹使用的結(jié)構(gòu)元包括但不限于:3*3的圓盤。
[0034]4、在寬度方向分別對(duì)所述第一膨脹邊緣圖和所述第二膨脹邊緣圖進(jìn)行投影，獲取第一峰值和第二峰值，所述第一峰值為第一邊緣圖的投影直方圖的峰值，所述第二峰值為第二邊緣圖的投影直方圖的峰值。
[0035]5、獲取所述第一峰值和所述第二峰值的差值，并以所述差值的大小為單位對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行分段，每段待配準(zhǔn)圖像為待配準(zhǔn)子圖像，每段參考圖像為參考子圖像。
[0036]在本發(fā)明實(shí)施例中，獲取第一峰值和第二峰值之間的差值，以該差值為單位對(duì)待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行分段，分段出的小圖像即為待配準(zhǔn)圖像或參考圖像的子圖像，該子圖像的大小與該峰值相同。
[0037]作為本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例，在所述通過(guò)Canny算子分別對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取的步驟之前，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理的步驟之后，所述方法還包括以下步驟:
[0038]6、分別對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行平滑處理。
[0039]在本發(fā)明實(shí)施例中，為了獲得更好的邊緣提取效果，在通過(guò)Canny算子進(jìn)行邊緣提權(quán)的步驟之前，還可以對(duì)經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行平滑處理。
[0040]在步驟S103中，從所述參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量。
[0041]在本發(fā)明實(shí)施例中，從參考子圖像設(shè)定一個(gè)起始參考子圖像，根據(jù)起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將該參考模板在待配準(zhǔn)子圖像上進(jìn)行滑動(dòng)配準(zhǔn)，根據(jù)配準(zhǔn)的結(jié)果確定起始偏移量。所述從所述參考子圖像中確定一個(gè)起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果確定起始偏移量的步驟，包括:
[0042]1、從參考子圖像中確定一個(gè)起始參考子圖像。
[0043]2、根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，所述參考模板為所述起始參考子圖像的整體或所述起始參考子圖像的部分。
[0044]在本發(fā)明實(shí)施例中，參考模板可以為該起始參考子圖像的整體，也可以為該起始參考子圖像的部分。
[0045]3、將所述參考模板在所述待配準(zhǔn)子圖像中進(jìn)行滑動(dòng)配準(zhǔn)，根據(jù)參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的像素值確定參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度。
[0046]在本發(fā)明實(shí)施例中，參考模板和待配準(zhǔn)子圖像都是二值化圖像，參考模板在待配準(zhǔn)子圖像上滑動(dòng)時(shí)，如果參考模板和待配準(zhǔn)子圖像在相同坐標(biāo)點(diǎn)的像素值相同，則記該像素點(diǎn)的相似度為1，如果不同，則為0，所有像素點(diǎn)的相似度結(jié)果相加然后除以參考模板邊緣點(diǎn)的數(shù)量，即為參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度。
[0047]4、獲取起始待配準(zhǔn)子圖像，將所述起始待配準(zhǔn)子圖像的坐標(biāo)與所述起始參考子圖像的坐標(biāo)的差值確定為起始偏移量，所述起始待配準(zhǔn)子圖像為所述信息相似度與所述起始參考子圖像最相似的待配準(zhǔn)子圖像。
[0048]在步驟S104中，根據(jù)所述起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量，如果包含則獲取所述局部偏移量。
[0049]在本發(fā)明實(shí)施例中，計(jì)算起始參考子圖像和經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)圖像的信息相似度Si，并將起始參考子圖像和經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像二分，計(jì)算二分后的起始參考子圖像與經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度S2，若SI ^ S2，說(shuō)明經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)圖像未出現(xiàn)偏移，如果S1〈S2，說(shuō)明在二分待配準(zhǔn)子圖像中出現(xiàn)偏移，令SI = S2，繼續(xù)對(duì)經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像二分，得到新的S2，直到SI ^ S2，二分的位置則為下一個(gè)局部偏移量的起始位置，通過(guò)原始高度位置差得到局部偏移量。
[0050]在步驟S105中，根據(jù)所述起始偏移量和/或局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。
[0051]在本發(fā)明實(shí)施例中，上述步驟中獲取的起始偏移量、局部偏移量都用于配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。所述根據(jù)所述起始偏移量和/或局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像的步驟，包括:
[0052]如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像不包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像；或者，
[0053]如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量與局部偏移量的和配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。
[0054]本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)對(duì)參考圖像和待配準(zhǔn)圖像的形態(tài)學(xué)處理，獲取參考圖像和待配準(zhǔn)圖像之間的起始偏移量和局部偏移量，并根據(jù)該起始偏移量和局部偏移量對(duì)待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，使得圖像配準(zhǔn)的過(guò)程快速、計(jì)算簡(jiǎn)便。
[0055]實(shí)施例二
[0056]如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像配準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，為了便于說(shuō)明，僅示出與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，包括:
[0057]圖像獲取單元201，用于獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像。
[0058]在本發(fā)明實(shí)施例中，圖像獲取單元201首先獲取待配準(zhǔn)圖像和作為參考的參考圖像。
[0059]形態(tài)學(xué)處理單元202，用于對(duì)所述圖像獲取單元201獲取的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像。
[0060]在本發(fā)明實(shí)施例中，在獲取了待配準(zhǔn)圖像和參考圖像之后，形態(tài)學(xué)處理單元202對(duì)該待配準(zhǔn)圖像和該參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像。所述形態(tài)學(xué)處理單元202，包括:
[0061]降分辨率子單元2021，用于對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理。
[0062]在本發(fā)明實(shí)施例中，首先對(duì)待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理，其中，分辨率的降低倍數(shù)dRate由待配準(zhǔn)圖像或參考圖像中最小部件螺栓的半徑dRadiu決定。在本實(shí)施例中，dRate = Round (dRadiu/10), Round O 為取整函數(shù)。
[0063]邊緣提取子單元2022，用于通過(guò)Canny算子對(duì)經(jīng)過(guò)所述降分辨率子單元2021降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取，獲取第一邊緣圖和第二邊緣圖，所述第一邊緣圖為待配準(zhǔn)圖像的邊緣圖，所述第二邊緣圖為所述參考圖像的邊緣圖。
[0064]在本發(fā)明實(shí)施例中，被降分辨率處理后的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像，經(jīng)過(guò)Canny算子的計(jì)算，對(duì)該經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取，其中，Canny算子的高低閾值由圖像的整體灰度平均值meanValue決定:高閾值為meanValue*2，低閾值為meanValue/2。通過(guò)Canny算子對(duì)經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取的步驟使用現(xiàn)有技術(shù)，在此不作贅述。
[0065]膨脹子單元2023，用于對(duì)所述邊緣提取子單元2022獲取的第一邊緣圖和所述第二邊緣圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹，獲取第一膨脹邊緣圖和第二膨脹邊緣圖。
[0066]在本發(fā)明實(shí)施例中，分別對(duì)第一邊緣圖和第二邊緣圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹，以使邊緣圖符合后續(xù)的處理要求，形態(tài)學(xué)膨脹使用的結(jié)構(gòu)元包括但不限于:3*3的圓盤。
[0067]投影子單元2024，用于在寬度方向?qū)λ雠蛎涀訂卧?023獲取的第一膨脹邊緣圖和第二膨脹邊緣圖進(jìn)行投影，獲取第一峰值和第二峰值，所述第一峰值為第一邊緣圖的投影直方圖的峰值，所述第二峰值為第二邊緣圖的投影直方圖的峰值。
[0068]分段子單元2025，用于獲取所述投影子單元2024獲取的第一峰值和所述第二峰值的差值，并以所述差值的大小為單位對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行分段，每段待配準(zhǔn)圖像為待配準(zhǔn)子圖像，每段參考圖像為參考子圖像。
[0069]在本發(fā)明實(shí)施例中，獲取第一峰值和第二峰值之間的差值，以該差值為單位對(duì)待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行分段，分段出的小圖像即為待配準(zhǔn)圖像或參考圖像的子圖像，該子圖像的大小與該峰值相同。
[0070]作為本發(fā)明的一個(gè)可選實(shí)施例，在所述邊緣提取子單元2022獲取第一邊緣圖和第二邊緣圖之前，降分辨率子單元2021降分辨率處理之前，所述系統(tǒng)還包括:
[0071]平滑處理子單元2026，用于對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行平滑處理。
[0072]在本發(fā)明實(shí)施例中，為了獲得更好的邊緣提取效果，在通過(guò)Canny算子進(jìn)行邊緣提權(quán)的步驟之前，還可以對(duì)經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行平滑處理。
[0073]起始偏移量獲取單元203，用于從所述形態(tài)學(xué)處理單元202獲取的參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量。
[0074]在本發(fā)明實(shí)施例中，從參考子圖像設(shè)定一個(gè)起始參考子圖像，根據(jù)起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將該參考模板在待配準(zhǔn)子圖像上進(jìn)行滑動(dòng)配準(zhǔn)，根據(jù)配準(zhǔn)的結(jié)果確定起始偏移量。所述起始偏移量獲取子單元203，包括:
[0075]起始參考子圖像確定子單元2031，用于從參考子圖像中確定一個(gè)起始參考子圖像。
[0076]參考模板確定子單元2032，用于根據(jù)所述起始參考子圖像確定子單元2031確定的起始參考子圖像設(shè)定參考模板，所述參考模板為所述起始參考子圖像的整體或所述起始參考子圖像的部分。
[0077]在本發(fā)明實(shí)施例中，參考模板確定子單元2032確定的參考模板可以為起始參考子圖像的整體，也可以為起始參考子圖像的部分。
[0078]信息相似度確定子單元2033，用于將所述參考模板確定子單元2032確定的參考模板在所述待配準(zhǔn)子圖像中進(jìn)行滑動(dòng)配準(zhǔn)，根據(jù)參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的像素值確定參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度。
[0079]在本發(fā)明實(shí)施例中，參考模板和待配準(zhǔn)子圖像都是二值化圖像，參考模板在待配準(zhǔn)子圖像上滑動(dòng)時(shí)，如果參考模板和待配準(zhǔn)子圖像在相同坐標(biāo)點(diǎn)的像素值相同，則記該像素點(diǎn)的相似度為1，如果不同，則為0，所有像素點(diǎn)的相似度結(jié)果相加然后除以參考模板邊緣點(diǎn)的數(shù)量，即為參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度。
[0080]起始偏移量確定子單元2034，用于獲取起始待配準(zhǔn)子圖像，將所述起始待配準(zhǔn)子圖像的坐標(biāo)與所述起始參考子圖像的坐標(biāo)的差值確定為起始偏移量，所述起始待配準(zhǔn)子圖像為所述信息相似度確定子單元2033確定信息相似度與所述起始參考子圖像最相似的待配準(zhǔn)子圖像。
[0081]局部偏移量確定單元204，用于根據(jù)所述起始偏移量獲取單元203獲取的起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量，如果包含則獲取所述局部偏移量。
[0082]在本發(fā)明實(shí)施例中，計(jì)算起始參考子圖像和經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)圖像的信息相似度Si，并將起始參考子圖像和經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像二分，計(jì)算二分后的起始參考子圖像與經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度S2，若SI > S2，說(shuō)明經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)圖像未出現(xiàn)偏移，如果S1〈S2，說(shuō)明在二分待配準(zhǔn)子圖像中出現(xiàn)偏移，令SI = S2，繼續(xù)對(duì)經(jīng)過(guò)配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像二分，得到新的S2，直到SI ^ S2，二分的位置則為下一個(gè)局部偏移量的起始位置，通過(guò)原始高度位置差得到局部偏移量。
[0083]配準(zhǔn)單元205，用于根據(jù)所述起始偏移量獲取單元203獲取的起始偏移量和/或局部偏移量確定單元204確定的局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。
[0084]在本發(fā)明實(shí)施例中，起始偏移量獲取單元203獲取的起始偏移量和局部偏移量確定單元204確定的局部偏移量都用于配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。所述配準(zhǔn)單元205，包括:
[0085]起始偏移量配準(zhǔn)子單元2051，用于如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像不包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。
[0086]起始偏移量和局部偏移量配準(zhǔn)子單元2052，用于如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量與局部偏移量的和配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。
[0087]本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)對(duì)參考圖像和待配準(zhǔn)圖像的形態(tài)學(xué)處理，獲取參考圖像和待配準(zhǔn)圖像之間的起始偏移量和局部偏移量，并根據(jù)該起始偏移量和局部偏移量對(duì)待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，使得圖像配準(zhǔn)的過(guò)程快速、計(jì)算簡(jiǎn)便。
[0088]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解為上述實(shí)施例二所包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0089]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過(guò)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可以在存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括R0M/RAM、磁盤、光盤等。
[0090]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像配準(zhǔn)的方法，其特征在于，所述方法包括: 獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像； 對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像； 從所述參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量；根據(jù)所述起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量，如果包含則獲取所述局部偏移量； 根據(jù)所述起始偏移量和/或局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理的步驟，包括: 對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理； 通過(guò)Canny算子分別對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取，獲取第一邊緣圖和第二邊緣圖，所述第一邊緣圖為待配準(zhǔn)圖像的邊緣圖，所述第二邊緣圖為所述參考圖像的邊緣圖； 分別對(duì)所述第一邊緣圖和所述第二邊緣圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹，獲取第一膨脹邊緣圖和第二膨脹邊緣圖； 在寬度方向分別對(duì)所述第一膨脹邊緣圖和所述第二膨脹邊緣圖進(jìn)行投影，獲取第一峰值和第二峰值，所述第一峰值為第一邊緣圖的投影直方圖的峰值，所述第二峰值為第二邊緣圖的投影直方圖的峰值； 獲取所述第一峰值和所述第二峰值的差值，并以所述差值的大小為單位對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行分段，每段待配準(zhǔn)圖像為待配準(zhǔn)子圖像，每段參考圖像為參考子圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述通過(guò)Canny算子分別對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取的步驟之前，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理的步驟之后，所述方法還包括以下步驟: 分別對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行平滑處理。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述從所述參考子圖像中確定一個(gè)起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果確定起始偏移量的步驟，包括: 從參考子圖像中確定一個(gè)起始參考子圖像； 根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，所述參考模板為所述起始參考子圖像的整體或所述起始參考子圖像的部分； 將所述參考模板在所述待配準(zhǔn)子圖像中進(jìn)行滑動(dòng)配準(zhǔn)，根據(jù)參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的像素值確定參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度； 獲取起始待配準(zhǔn)子圖像，將所述起始待配準(zhǔn)子圖像的坐標(biāo)與所述起始參考子圖像的坐標(biāo)的差值確定為起始偏移量，所述起始待配準(zhǔn)子圖像為所述信息相似度與所述起始參考子圖像最相似的待配準(zhǔn)子圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述起始偏移量和/或局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像的步驟，包括: 如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像不包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像；或者， 如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量與局部偏移量的和配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。
6.一種圖像配準(zhǔn)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 圖像獲取單元，用于獲取待配準(zhǔn)圖像和參考圖像； 形態(tài)學(xué)處理單元，用于對(duì)所述圖像獲取單元獲取的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，將所述待配準(zhǔn)圖像分為多個(gè)大小相同的待配準(zhǔn)子圖像，將所述參考圖像分為多個(gè)大小相同的參考子圖像； 起始偏移量獲取單元，用于從所述形態(tài)學(xué)處理單元獲取的參考子圖像中確定起始參考子圖像，根據(jù)所述起始參考子圖像設(shè)定參考模板，將所述參考模板與所述待配準(zhǔn)子圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，根據(jù)所述配準(zhǔn)的結(jié)果獲取起始偏移量； 局部偏移量確定單元，用于根據(jù)所述起始偏移量獲取單元獲取的起始偏移量配準(zhǔn)所述起始待配準(zhǔn)子圖像，并通過(guò)二分法確定經(jīng)過(guò)所述配準(zhǔn)的起始待配準(zhǔn)子圖像是否包含局部偏移量，如果包含則獲取所述局部偏移量； 配準(zhǔn)單元，用于根據(jù)所述起始偏移量獲取單元獲取的起始偏移量和/或局部偏移量確定單元確定的局部偏移量配準(zhǔn)所述待配準(zhǔn)圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述形態(tài)學(xué)處理單元，包括: 降分辨率子單元，用于對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行降分辨率處理； 邊緣提取子單元，用于通過(guò)Canny算子對(duì)經(jīng)過(guò)所述降分辨率子單元降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行邊緣提取，獲取第一邊緣圖和第二邊緣圖，所述第一邊緣圖為待配準(zhǔn)圖像的邊緣圖，所述第二邊緣圖為所述參考圖像的邊緣圖； 膨脹子單元，用于對(duì)所述邊緣提取子單元獲取的第一邊緣圖和所述第二邊緣圖進(jìn)行形態(tài)學(xué)膨脹，獲取第一膨脹邊緣圖和第二膨脹邊緣圖； 投影子單元，用于在寬度方向?qū)λ雠蛎涀訂卧@取的第一膨脹邊緣圖和第二膨脹邊緣圖進(jìn)行投影，獲取第一峰值和第二峰值，所述第一峰值為第一邊緣圖的投影直方圖的峰值，所述第二峰值為第二邊緣圖的投影直方圖的峰值； 分段子單元，用于獲取所述投影子單元獲取的第一峰值和所述第二峰值的差值，并以所述差值的大小為單位對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行分段，每段待配準(zhǔn)圖像為待配準(zhǔn)子圖像，每段參考圖像為參考子圖像。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述邊緣提取子單元獲取第一邊緣圖和第二邊緣圖之前，降分辨率子單元降分辨率處理之前，所述系統(tǒng)還包括: 平滑處理子單元，用于對(duì)所述經(jīng)過(guò)降分辨率處理的待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行平滑處理。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述起始偏移量獲取子單元，包括: 起始參考子圖像確定子單元，用于從參考子圖像中確定一個(gè)起始參考子圖像； 參考模板確定子單元，用于根據(jù)所述起始參考子圖像確定子單元確定的起始參考子圖像設(shè)定參考模板，所述參考模板為所述起始參考子圖像的整體或所述起始參考子圖像的部分； 信息相似度確定子單元，用于將所述參考模板確定子單元確定的參考模板在所述待配準(zhǔn)子圖像中進(jìn)行滑動(dòng)配準(zhǔn)，根據(jù)參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的像素值確定參考模板與待配準(zhǔn)子圖像的信息相似度； 起始偏移量確定子單元，用于獲取起始待配準(zhǔn)子圖像，將所述起始待配準(zhǔn)子圖像的坐標(biāo)與所述起始參考子圖像的坐標(biāo)的差值確定為起始偏移量，所述起始待配準(zhǔn)子圖像為所述信息相似度確定子單元確定信息相似度與所述起始參考子圖像最相似的待配準(zhǔn)子圖像。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述配準(zhǔn)單元，包括: 起始偏移量配準(zhǔn)子單元，用于如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像不包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像； 起始偏移量和局部偏移量配準(zhǔn)子單元，用于如果起始參考子圖像與起始待配準(zhǔn)子圖像包含局部偏移量，則根據(jù)起始偏移量與局部偏移量的和配準(zhǔn)待配準(zhǔn)圖像。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104318568SQ201410580095
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】時(shí)愈, 汪國(guó)有, 周隨萍, 袁運(yùn)珠 申請(qǐng)人:武漢華目信息技術(shù)有限責(zé)任公司