基于B樣條的圖像彈性配準(zhǔn)算法研究.pdf

1、圖像配準(zhǔn)是圖像處理的一個(gè)基本問(wèn)題，它是通過(guò)尋求空間幾何變換將不同成像設(shè)備、不同時(shí)間或不同條件下采集到的兩幅或多幅圖像在空間上實(shí)現(xiàn)匹配的過(guò)程。圖像配準(zhǔn)在氣象監(jiān)測(cè)、遙感、醫(yī)學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。例如，衛(wèi)星遙感圖像和醫(yī)學(xué)多模圖像的融合就是建立在圖像配準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，醫(yī)生指導(dǎo)放療和病灶生長(zhǎng)情況檢測(cè)也離不開圖像配準(zhǔn)技術(shù)。
　　 本文介紹了圖像配準(zhǔn)研究的相關(guān)背景、發(fā)展現(xiàn)狀以及圖像配準(zhǔn)的流程圖和主要算法，比較了基于特征和基

2、于灰度兩類圖像配準(zhǔn)算法的優(yōu)缺點(diǎn)，并且指出了圖像彈性配準(zhǔn)研究的重要性。
　　 本文研究的重點(diǎn)是基于B樣條的圖像彈性配準(zhǔn)，文中介紹了B樣條的原理和優(yōu)點(diǎn)，并分別對(duì)如何克服自動(dòng)提取的特征點(diǎn)誤配以及克服局部較大形變的配準(zhǔn)算法進(jìn)行研究，主要完成了以下研究工作：
　　 (1)提出了一種基于改進(jìn)SIFT算法和B樣條的圖像彈性配準(zhǔn)算法。針對(duì)SIFT算法提取的特征點(diǎn)對(duì)出現(xiàn)誤配的情況，提出了采用距離方閾值分析的方法去除誤配的特征點(diǎn)對(duì)，從而保證

3、了圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和魯棒性。我們采用B樣條作為圖像插值的方法，采用特征點(diǎn)對(duì)之間的距離作為衡量尺度，完成了圖像間的彈性配準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)證明，此方法解決了SIFT算法提取特征點(diǎn)對(duì)出現(xiàn)誤配的問(wèn)題，并且配準(zhǔn)速度快，對(duì)于形變不很劇烈的圖像可以實(shí)現(xiàn)較好的配準(zhǔn)。
　　 (2)提出了基于重疊塊檢測(cè)和多層B樣條自由形變模型的圖像配準(zhǔn)方法。本文首先采用傳統(tǒng)的多層B樣條自由形變模型對(duì)圖像進(jìn)行彈性配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其對(duì)于局部較大形變不能很好的糾正。為了解決這一問(wèn)

4、題，我們根據(jù)局部配準(zhǔn)的思想，提出了基于重疊塊檢測(cè)的圖像精細(xì)配準(zhǔn)的算法。此方法先采用較大網(wǎng)格的多層B樣條自由形變模型對(duì)圖像進(jìn)行全局彈性配準(zhǔn)，得到粗配準(zhǔn)圖像；然后，將參考圖像和粗配準(zhǔn)圖像分成一系列空間位置對(duì)應(yīng)的圖像子塊，并對(duì)需要深度配準(zhǔn)的圖像子塊采用較小網(wǎng)格的多層B樣條的方法進(jìn)行進(jìn)一步的配準(zhǔn)。為了既能保證圖像子塊配準(zhǔn)后能很好的與原圖擬合，又能使每個(gè)需要精細(xì)配準(zhǔn)的區(qū)域都能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的配準(zhǔn)，我們對(duì)網(wǎng)格的邊緣節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制的同時(shí)采取重疊塊檢測(cè)的方法