本公開涉及圖像處理，具體涉及一種圖像配準(zhǔn)方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在圖像處理領(lǐng)域，圖像配準(zhǔn)是一項(xiàng)基本且關(guān)鍵的任務(wù)，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、衛(wèi)星成像、視頻監(jiān)控、機(jī)器視覺和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。圖像配準(zhǔn)的目標(biāo)是將兩幅或多幅圖像對(duì)齊到一個(gè)共同的參考坐標(biāo)系中，以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析、比較或融合。

2、傳統(tǒng)的圖像配準(zhǔn)方法主要依賴于特征點(diǎn)的提取和匹配。然而，當(dāng)圖像對(duì)之間存在較大的局部區(qū)域差異時(shí)，傳統(tǒng)的特征匹配方法往往難以找到準(zhǔn)確的匹配點(diǎn)對(duì)，從而導(dǎo)致圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率降低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開提出了一種圖像配準(zhǔn)方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以解決相關(guān)技術(shù)中存在的圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率降低的問題。

2、本公開第一方面實(shí)施例提出了一種圖像配準(zhǔn)方法，包括：

3、針對(duì)待配準(zhǔn)圖像或者參考圖像的多個(gè)線段中的任意一個(gè)線段，以所述線段的中點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)中心，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到第一圖像；所述第一圖像中的所述線段處于水平狀態(tài)，并且所述線段的主方向朝向預(yù)設(shè)方向；

4、對(duì)所述第一圖像中的其他線段的方向角度進(jìn)行更新得到第二圖像；所述第二圖像中的其他線段相對(duì)于所述線段的方向角保持一致；

5、以所述第二圖像中的所述線段的中點(diǎn)作為圓環(huán)中心，構(gòu)建圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)；所述圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)包括多個(gè)圓環(huán)空間；

6、計(jì)算每個(gè)圓環(huán)空間內(nèi)的所有線段相對(duì)于所述線段的目標(biāo)角度和目標(biāo)距離；

7、根據(jù)所述目標(biāo)角度和所述目標(biāo)距離確定所述線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合；

8、將所述多個(gè)線段對(duì)應(yīng)的多個(gè)特征描述符集合作為所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像的多個(gè)特征描述符集合；

9、根據(jù)所述待配準(zhǔn)圖像的多個(gè)特征描述符集合，以及所述參考圖像的多個(gè)特征描述符集合，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)。

10、本公開實(shí)施例通過構(gòu)建圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)，計(jì)算每個(gè)圓環(huán)空間內(nèi)的所有線段相對(duì)于線段的目標(biāo)角度和目標(biāo)距離，根據(jù)目標(biāo)角度和目標(biāo)距離確定所述線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合，并根據(jù)特征描述符集合實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，能夠針對(duì)具有較大局部區(qū)域差異的圖像對(duì)進(jìn)行準(zhǔn)確的圖像配準(zhǔn)，大大提高圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率。

11、在本公開實(shí)施例中，所述待配準(zhǔn)圖像為目標(biāo)區(qū)域毀傷后的遙感圖像，所述參考圖像為所述目標(biāo)區(qū)域毀傷前的遙感圖像。

12、在本公開實(shí)施例中，在以所述線段的中點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)中心，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到第一圖像之前，所述方法還包括：

13、計(jì)算所述線段兩側(cè)的圖像區(qū)域的平均灰度值，將其中平均灰度值高的一側(cè)圖像區(qū)域作為目標(biāo)區(qū)域；

14、將所述線段的中點(diǎn)指向所述目標(biāo)區(qū)域的方向確定為所述線段的主方向。

15、在本公開實(shí)施例中，在計(jì)算所述線段兩側(cè)的圖像區(qū)域的平均灰度值之前，所述方法還包括：

16、對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像進(jìn)行直線檢測(cè)，得到多個(gè)線段；

17、針對(duì)所述多個(gè)線段中的任意一個(gè)線段，計(jì)算所述線段的長(zhǎng)度和方向角度。

18、在本公開實(shí)施例中，每個(gè)圓環(huán)空間包括多個(gè)角度空間；計(jì)算每個(gè)圓環(huán)空間內(nèi)的所有線段相對(duì)于所述線段的目標(biāo)角度和目標(biāo)距離，包括：

19、針對(duì)多個(gè)角度空間中的任意一個(gè)角度空間，計(jì)算所述角度空間內(nèi)的所有線段相對(duì)于所述線段的目標(biāo)角度和目標(biāo)距離。

20、在本公開實(shí)施例中，根據(jù)所述目標(biāo)角度和所述目標(biāo)距離確定所述線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合，包括：

21、將所述角度空間內(nèi)的所有線段的長(zhǎng)度累加至初始直方圖的相應(yīng)區(qū)間內(nèi)，得到目標(biāo)直方圖；所述目標(biāo)直方圖中的每個(gè)區(qū)間的值表示位于相應(yīng)角度空間內(nèi)線段長(zhǎng)度的總和；

22、構(gòu)建所述線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合，所述特征描述符集合包括所述目標(biāo)直方圖的各個(gè)區(qū)間的值。

23、在本公開實(shí)施例中，根據(jù)所述待配準(zhǔn)圖像的多個(gè)特征描述符集合，以及所述參考圖像的多個(gè)特征描述符集合，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，包括：

24、基于所述待配準(zhǔn)圖像的多個(gè)第一特征描述符集合和所述參考圖像的多個(gè)第二特征描述符集合之間的相似度，構(gòu)建初始匹配點(diǎn)集合；所述初始匹配點(diǎn)集合包括多個(gè)第一匹配點(diǎn)對(duì)；

25、利用所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像對(duì)已配對(duì)的線段的端點(diǎn)進(jìn)行交叉配對(duì)得到至少一個(gè)第二匹配點(diǎn)對(duì)，以及將所述至少一個(gè)第二匹配點(diǎn)對(duì)添加至所述初始匹配點(diǎn)集合中，得到目標(biāo)匹配點(diǎn)集合；

26、對(duì)所述目標(biāo)匹配點(diǎn)集合進(jìn)行誤匹配剔除處理以及交換參數(shù)計(jì)算，得到所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像之間的幾何變換參數(shù)；

27、基于所述幾何變換參數(shù)將所述待配準(zhǔn)圖像對(duì)齊到所述參考圖像的坐標(biāo)系統(tǒng)中。

28、本公開第二方面的實(shí)施例提供了一種圖像配準(zhǔn)裝置，包括：

29、圖像旋轉(zhuǎn)模塊，用于針對(duì)待配準(zhǔn)圖像或者參考圖像的多個(gè)線段中的任意一個(gè)線段，以所述線段的中點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)中心，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到第一圖像；所述第一圖像中的所述線段處于水平狀態(tài)，并且所述線段的主方向朝向預(yù)設(shè)方向；

30、方向角度更新模塊，用于對(duì)所述第一圖像中的其他線段的方向角度進(jìn)行更新得到第二圖像；所述第二圖像中的其他線段相對(duì)于所述線段的方向角保持一致；

31、圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)構(gòu)建模塊，用于以所述第二圖像中的所述線段的中點(diǎn)作為圓環(huán)中心，構(gòu)建圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)；所述圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)包括多個(gè)圓環(huán)空間；

32、角度和距離計(jì)算模塊，計(jì)算每個(gè)圓環(huán)空間內(nèi)的所有線段相對(duì)于所述線段的目標(biāo)角度和目標(biāo)距離；

33、特征描述符集合確定模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)角度和所述目標(biāo)距離確定所述線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合；

34、多個(gè)特征描述符集合確定模塊，用于將所述多個(gè)線段對(duì)應(yīng)的多個(gè)特征描述符集合作為所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像的多個(gè)特征描述符集合；

35、圖像配準(zhǔn)模塊，用于根據(jù)所述待配準(zhǔn)圖像的多個(gè)特征描述符集合，以及所述參考圖像的多個(gè)特征描述符集合，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)。

36、本公開第三方面的實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器和所述處理器之間互相通信連接，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述處理器通過執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)指令，從而執(zhí)行上述第一方面所述的圖像配準(zhǔn)方法。

37、本公開第四方面的實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述第一方面所述的圖像配準(zhǔn)方法。

38、本公開附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變的明顯，或通過本公開的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種圖像配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述待配準(zhǔn)圖像為目標(biāo)區(qū)域毀傷后的遙感圖像，所述參考圖像為所述目標(biāo)區(qū)域毀傷前的遙感圖像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在以所述線段的中點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)中心，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像或者所述參考圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到第一圖像之前，所述方法還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在計(jì)算所述線段兩側(cè)的圖像區(qū)域的平均灰度值之前，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，每個(gè)圓環(huán)空間包括多個(gè)角度空間；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述目標(biāo)角度和所述目標(biāo)距離確定所述線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述待配準(zhǔn)圖像的多個(gè)特征描述符集合，以及所述參考圖像的多個(gè)特征描述符集合，對(duì)所述待配準(zhǔn)圖像和所述參考圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)，包括：

8.一種圖像配準(zhǔn)裝置，其特征在于，所述裝置包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開提出一種圖像配準(zhǔn)方法、裝置、計(jì)算機(jī)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：針對(duì)待配準(zhǔn)圖像或者參考圖像的多個(gè)線段中的任意一個(gè)線段，以線段的中點(diǎn)作為旋轉(zhuǎn)中心，對(duì)待配準(zhǔn)圖像或者參考圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)得到第一圖像；對(duì)第一圖像中的其他線段的方向角度進(jìn)行更新得到第二圖像；以第二圖像中的線段的中點(diǎn)作為圓環(huán)中心構(gòu)建圓環(huán)形空間結(jié)構(gòu)；計(jì)算每個(gè)圓環(huán)空間內(nèi)的所有線段相對(duì)于線段的目標(biāo)角度和目標(biāo)距離；根據(jù)目標(biāo)角度和目標(biāo)距離確定線段對(duì)應(yīng)的特征描述符集合；根據(jù)待配準(zhǔn)圖像的多個(gè)特征描述符集合以及參考圖像的多個(gè)特征描述符集合，對(duì)待配準(zhǔn)圖像和參考圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)。本公開實(shí)施例能夠大大提高圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確率。

技術(shù)研發(fā)人員：趙亞倫,諶德榮,宮久路
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2