圖像拼接算法研究及其在醫(yī)學(xué)超聲上的應(yīng)用.pdf

1、圖像拼接技術(shù)是近年來圖像處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它通過對(duì)具有重疊區(qū)域的序列圖像進(jìn)行縫合生成全景圖，在虛擬現(xiàn)實(shí)、航空航天、雷達(dá)掃描、生物醫(yī)學(xué)工程等許多領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。 圖像拼接的核心是圖像配準(zhǔn)和圖像融合。本論文在綜述已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹了在配準(zhǔn)和融合方面所進(jìn)行的研究工作及其結(jié)果，主要內(nèi)容有以下幾方面： 在圖像配準(zhǔn)方面，為提高圖像拼接的成功率，提出一種基于自適應(yīng)模擬退火和多分辨率搜索策略的圖像自動(dòng)配準(zhǔn)新方法。該算法先

2、自適應(yīng)地選取配準(zhǔn)區(qū)域，再以互信息為相似度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自適應(yīng)模擬退火和多分辨率搜索策略分別進(jìn)行圖像平移和旋轉(zhuǎn)參數(shù)的全局優(yōu)化和局部搜索，最后實(shí)現(xiàn)圖像的精確配準(zhǔn)。通過對(duì)含噪聲數(shù)字圖像和醫(yī)學(xué)超聲圖像進(jìn)行的24次模擬配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)表明：該新算法較傳統(tǒng)的多分辨率直接搜索法有精度高、速度快和抗噪聲能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。由于結(jié)合了模擬退火算法的高精度和多分辨率搜索法的高效率，改進(jìn)后的圖像配準(zhǔn)算法將拼接成功率提高了12.5％，并將運(yùn)算時(shí)間控制在可接受的范圍內(nèi)。

3、 在圖像融合方面，為實(shí)現(xiàn)存在形變和曝光差異的圖像之間的無縫拼接，提出一種改進(jìn)的基于形變方法的圖像融合算法。該算法對(duì)已經(jīng)配準(zhǔn)的待拼接圖像的重疊區(qū)域進(jìn)行圖像融合，先利用直方圖匹配法使兩幅待拼接圖像分別生成符合對(duì)方曝光程度的圖像，然后利用基于水平集的序列圖像生成算法得到在兩種曝光程度下的融合圖像，再結(jié)合多分辨率圖像拼接算法和動(dòng)態(tài)規(guī)劃最佳縫合線查找法對(duì)得到的融合圖像進(jìn)行拼接，最終獲得拼接圖像。通過對(duì)合成圖像和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字圖像的模擬拼接實(shí)驗(yàn)表明：該

4、算法能同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖像形變和曝光差異的平滑過渡。 在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面，建立了一套全自動(dòng)圖像拼接系統(tǒng)。該拼接系統(tǒng)根據(jù)拼接算法各個(gè)子模塊的不同特性，利用MATLAB強(qiáng)大的圖像處理功能、C語言快速的執(zhí)行效率、C++面向?qū)ο缶幊痰牧己梅庋b性及已有的圖像處理庫加以編程實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)取得了研究效率和系統(tǒng)運(yùn)行效率之間的折衷，調(diào)試運(yùn)行成功。通過實(shí)驗(yàn)證明：該系統(tǒng)對(duì)常規(guī)數(shù)字圖像和醫(yī)學(xué)超聲圖像都具有良好的適用性，有一定應(yīng)用價(jià)值。 通過總結(jié)上述研究工作的優(yōu)