改进的基于纹理特征的图像配准算法

针对图像纹理规则性与重复性及图像起始纹理分布的不一致性,依据VE4000检测系统的纹理特征配准算法达到配准目的。该算法自行设计标准单一模板,对单一模板进行裁剪与拼接技术达到了图像配准的目的,但是配准效果较差,在此基础上提出了改进的纹理特征配准算法,重新设计模板,拼接生成标准的参考图像,对参考图像进行匹配与裁剪以获取不同配准图像。实验结果证明,改进的基于纹理特征的配准算法运行时间短,配准误差小,能够很好满足缺陷检测的配准需求。     

基于最大互信息的红外与可见光图像配准

图像配准是图像融合技术的基本环节和首要问题。该文针对红外与可见光两种不同波段图像的配准技术进行了研究,分析了两者配准的特点,并提出了基于最大互信息的配准算法。算法利用Sobel算子对图像进行边缘增强,完成图像的预处理,然后基于仿射变换建立图像变换模型,并按照最大相关原则确定最佳配准参数,从而实现红外与可见光图像的配准。实验结果表明,该方法可以实现红外和可见光图像的配准。     

基于Marr小波改进的SIFT算法的遥感影像配准

针对遥感图像配准方法中错误匹配点对过多、配准效率低和其他性能,提出了一种基于小波的遥感图像配准方法。首先,利用尺度空间理论下的Marr小波对参考图像和待配准图像进行特征提取,然后利用欧氏距离对参考图像和待配准图像的特征点进行初配准,再根据随机采样一致法,对初配准结果进行精配准。为了验证方法的有效性,选择无人机实时航拍图像、不同时相变化遥感图像以及遥感不同高度的遥感图像。实验结果表明:该方法与SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法以及其他改进SIFT算法相比可以有效剔除错误匹配点对,提高了配准精度,同时提高配准效率两倍以上。该方法可以应用于不同遥感数据源,能够有效地提高配准精度,降低配准时间。     

亚像元配准技术研究

为了获得高精度的图像运动参数估计,需要比较各种传统的图像配准算法的优劣并改进它们以满足需求.为此综述超分辨率重建中的图像配准算法,指出各种配准算法的特性,同时结合实验分析了不同的配准算法进行运动参数估计时的精度.提出基于遗传算法的亚像元参数估计方法,数值实验结果表明了该方法的有效性,同时对图像配准参数估计算法对噪声干扰的稳健性通过实验进行了讨论.     

基于Hausdorff距离的图像配准快速算法

在图像配准过程中,传统Hausdorff距离算法的计算量较大。针对该问题,提出一种基于Hausdorff距离的图像配准快速算法。将参考图像和待配准图像进行边缘检测,在待配准图像上任意选取一个模板,通过设定一个变化的阈值对Hausdorff距离算法进行改进,以减少不必要点的计算,实现快速匹配,并根据匹配数据,对图像进行尺度变换及旋转操作,使2幅图像能在空间上配准。实验结果表明,与传统的配准算法相比,该算法的计算复杂度较低。     

基于区域特征的图像自动配准方法

通过分析比较不同配准方法的原理及优缺点,提出了一种基于图像区域特征的配准方法.算法首先对待配准图像进行自适应阈值分割,然后利用数学形态学方法进行区域轮廓提取优化,接着计算各区域的特征描述,最后以各特征向量距离最近区域的重心作为控制点集对图像进行配准.实验结果表明,该算法能够对图像进行快速准确的配准,而且具有纠正一定几何畸变的能力,是一种有效的自动配准方法.     

改进的RANSAC算法在图像配准中的应用

为了提高图像配准的速度,提出了一种基于改进的随机抽样一致性（RANSAC）算法的快速图像配准方法。该方法首先采用Harris角点检测算法提取出参考图像和目标图像的特征角点,然后利用灰度相关性进行特征角点的匹配,最后采用基于预检测的RANSAC算法快速而精确地估计变换矩阵,进行图像配准。该算法中采用预检测的方法快速抛弃那些不是候选模型的临时模型,提高了算法的速度。同时使用随机块选取法选择样本,很好地消除外点的影响进而保证精度。实验结果表明,此方法在得到较高的精度和鲁棒性的情况下,还大幅度减少了运算量,提高了图像配准的速度。     

基于红外可见光图像配准的电力设备分割算法

电力设备故障会导致变电站大范围停电,造成巨大损失。根据电力设备运行时会发热的特点,提出一种基于红外可见光图像配准的电力设备分割方法,便于进行故障检测。该方法首先利用结构化随机森林对电力设备的红外和可见光图像进行边缘检测,构建可见光边缘图像的多尺度高斯金字塔,然后结合归一化互信息对红外和可见光图像进行配准,对红外图像进行Otsu阈值分割,结合配准结果分割出可见光图像中的电力设备。实验结果表明,该算法能精确地实现配准及分割,具有一定实用性。     

基于Otsu算法的中药贴剂均匀度分析研究*

通过图像分割技术实时监测整个中药贴剂的生产流程,分析在线采集的贴剂图像的灰度特征、找到影响中药贴剂均匀度的因素,实现自动化生产。结合贴剂生产特点,采用基于灰度—梯度Otsu算法来提高对贴剂图像的分割精度;通过Otsu算法与粒子群优化算法结合,来降低图像分割的时间复杂度;针对影响因素的多样性,通过分离因子确定阈值分割个数。实验结果表明,该方法对贴剂图像具有良好的分割效果,满足速度和精度要求。     

基于形状和灰度信息的断层图像二次配准算法

将一种新的基于形状信息和灰度信息的二次配准方法引入CT-MRI配准过程,首先通过力学分解的原理描述了两幅待配准图像的轮廓,并利用该轮廓对两幅图像进行粗配准,通过该方法将两幅图像的配准误差限定到一个较小范围内;继而利用最大互信息的方法继续对经过粗配准的两幅图像进行二次配准,最终得到精度更高的配准效果。仿真结果表明,由于该算法结合了轮廓比对方法的高效性和最大互信息方法的精确性,因此与其它配准算法相比在保证了配准精度的同时大大缩短了配准时间。最后该算法被成功地应用到了准备进行开颅手术的病人的CT-MRI图像配准上。     

基于亚像素块匹配和字典学习的超分辨率算法

针对基于字典学习算法的计算效率低,且大多局限于处理单帧图像的问题,提出了一种基于亚像素块匹配和字典学习的超分辨算法,以实现对多帧图像的重构。采用亚像素块匹配方法对图像进行配准,依据配准结果构造低分辨率字典,并通过计算辅助图像块与目标图像块的相似度来选择用于重构的图像块。在Matlab平台上,将该算法用于静态图像和视频图像处理,获得了较好的重构效果。     

一种基于学习的非线性人脸图像超分辨率算法

提出了一种单幅人脸图像的超分辨率重构算法。该算法采用马尔可夫网络模型描述重构机制,对输入的低分辨率图像,以及训练用高分辨率图像和对应的低分辨率图像进行分块,并使图像基本对齐,构造训练图像集。针对简化马尔可夫网络计算的需要以及训练集人脸图像的差异,在采用块坐标限位操作的基础上,使用了一种非线性样本搜索算法,降低了搜索空间复杂度,提高了匹配效率和相关性。算法利用搜索到的高分辨率图像分块样本,直接输出超分辨率图像。分析和实验表明,与传统学习算法相比,该方法具有输出质量好、效率高的特点。     

A Novel Representation and Feature Matching Algorithm for Automatic Pairwise Registration of Range Images

Automatic registration of range images is a fundamental problem in 3D modeling of free-from objects. Various feature matching algorithms have been proposed for this purpose. However, these algorithms suffer from various limitations mainly related to their applicability, efficiency, robustness to resolution, and the discriminating capability of the used feature representation. We present a novel feature matching algorithm for automatic pairwise registration of range images which overcomes these limitations. Our algorithm uses a novel tensor representation which represents semi-local 3D surface patches of a range image by third order tensors. Multiple tensors are used to represent each range image. Tensors of two range images are matched to identify correspondences between them. Correspondences are verified and then used for pairwise registration of the range images. Experimental results show that our algorithm is accurate and efficient. Moreover, it is robust to the resolution of the range images, the number of tensors per view, the required amount of overlap, and noise. Comparisons with the spin image representation revealed that our representation has more discriminating capabilities and performs better at a low resolution of the range images. This work has been provisionally patented under Australian patent number 2004902436 and is sponsored by ARC grant number DP0344338.     

结合链码和小面元特征的图像配准算法

传统的基于链码特征的图像配准中,往往存在算法复杂度高,有效边缘难以提取,配准精度不理想等问题。针对这些问题,提出了一种基于小面元和链码特征的遥感图像配准算法。该算法首先提取小面元进行预处理和一次匹配,以更有效地提取封闭边界,同时降低算法复杂度;其次,根据封闭边界链码的相似函数和区域不变矩匹配策略建立边界对应关系,实现区域之间的二次匹配;最后提取匹配区域的质心即匹配点进行一致性检测,并估算仿射变换参数进行图像配准。实验结果显示,该算法快速稳健,具有更高的配准精度。     

基于马尔可夫网络人脸图像超分辨率非线性算法*

研究单幅人脸图像的超分辨率重构算法。采用马尔可夫网络模型描述重构机制,对输入的低分辨率图像,以及训练用高分辨率图像和对应的低分辨率图像进行分块,并使图像基本对齐,构造训练图像集。针对简化马尔可夫网络计算的需要以及训练集人脸图像的差异,在采用块坐标限位操作的基础上,提出了一种非线性样本搜索算法,降低了搜索空间复杂度,提高了匹配效率和相关性。算法利用搜索到的高分辨率图像分块样本,直接输出超分辨率图像。分析和实验证实,与传统学习算法相比,本方法具有输出质量好、效率高的特点。     

自适应字典学习的多聚焦图像融合

基于人类视觉系统及信号的过完备稀疏表示理论,提出一种新的多聚焦图像融合算法。首先从待融合图像中随机取块构成训练样本集,经迭代运算获取过完备字典;然后由正交匹配追踪算法完成图像块的稀疏分解;再按分解系数的显著性选择融合系数并完成图像块的重构;重构块经重新排列并取平均后获得最后的融合图像。实验结果表明:该算法继承了目前较为优秀的多尺度几何分析方法的融合效果;在噪声存在的情况下,该算法表现出较好的噪声抑制能力,随噪声方差的升高,融合图像的主观质量及客观评价指标均要好于传统方法。     

人脸图像超分辨率非线性学习算法

针对一般学习算法效率低下的问题,提出一种马尔可夫网络模型下的非线性学习算法。对输入的低分辨率图像以及训练用高分辨率图像和对应的低分辨率图像进行分块,并使图像基本对齐,构造训练图像集,利用训练集人脸图像的差异,采用块坐标限位操作技术,给出一种非线性样本搜索算法,降低搜索空间复杂度,提高了匹配效率和相关性。利用搜索到的高分辨率图像分块样本,直接输出超分辨率图像。分析和实验证实,与传统学习算法相比,该方法具有输出质量好、效率高的特点。     

结构张量的改进Criminisi修复

目的 针对传统基于样本块的图像修复算法中仅利用图像的梯度信息和颜色信息来修复破损区域时,容易产生错误填充块的问题,本文在Criminisi算法的基础上,利用结构张量特性,提出了一种改进的基于结构张量的彩色图像修复算法。方法 首先利用结构张量的特征值定义新的数据项,以确保图像的结构信息能够更加准确地传播;然后利用该数据项构成新的优先权函数,使得图像的填充顺序更加精准;最后利用结构张量的平均相干性来自适应选择样本块大小,以克服结构不连续和错误延伸的缺点;同时在匹配准则中,利用结构张量特征值来增加约束条件,以减少错误匹配率。结果 实验结果表明,改进算法的修复效果较理想,在主观视觉上有明显的提升,其修复结果的峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）都有所提高;与传统Criminisi算法相比,其峰值信噪比提高了1~3 dB。结论 本文算法利用结构张量的特性实现了对不同结构特征的彩色破损图像的修复,对复杂的线性结构和纹理区域都有较理想的修复,有效地保持了图像边缘结构的平滑性,而且对大物体的移除和文字去除也有较好的修复效果。     

不规则块的图像补全算法

目的 目前在图像补全领域研究的重点和难点是补全具有复杂结构信息和丰富纹理信息的大破损区域的图像。传统的基于样本块的图像补全算法主要采用规则的模板块和匹配块来进行补全,补全过程中不能充分利用图像的结构或纹理的不规则信息,从而影响算法修复的精度和效率。针对这一问题,本研究提出一种基于不规则块的图像补全算法。方法 在该算法中,首先利用结构稀疏度来区分图像的结构信息和纹理信息并基于结构稀疏度和置信度计算破损区域边界点的优先级,然后选择优先级最高的点构造规则模板块。对处于复杂结构区域的模板块,如果其邻域含有已知的结构信息,则膨胀该规则模板并利用其周围的结构信息来辅助构造不规则模板块。接下来,在图像完好区域内搜索与该模板块对应的匹配块,如果该匹配块的邻域包含有效的结构信息,则膨胀该匹配块并补充其周围的结构信息来完善该不规则匹配块。最后,利用该不规则匹配块补全破损区域。对于补全过程中块间接缝造成的视觉不连通问题,本研究利用图像的纹理信息来进行修饰。结果 将本文算法与4种修复效果较好的算法（3种基于规则块的算法和1种基于局部敏感哈希的修复算法）进行对比,通过8组经典图像进行实例验证,采用客观评价指标峰值信噪比PSNR和主观视觉连通性进行评价,结果表明本文提出的算法峰值信噪比相较4种对比算法均有04 dB的提高,且在补全的精细度和视觉连通性方面有更佳的效果。结论 本文算法在补全含有较复杂结构和丰富纹理的破损自然图像、壁画图像和目标物体移除上有较好的修复效果,普适性较强。     

Patch-based stereo in a general binocular viewing geometry

This paper presents a one-stage stereo algorithm that yields 3D planar surface patches directly from matching image patch intensity information. The method allows an arbitrary rotation and translation between the cameras; it is not limited to parallel-axis, narrow-baseline, or vergent geometries. The key to the approach is to match image patches that have positions, shapes, sizes, orientations, and samplings consistent with a hypothesized surface patch and with each other. The match error then reflects only the mismatch of patch contents and not the mismatch of patch geometries or samplings. The algorithm is quantitatively evaluated against ground truth on real images with difficult viewing geometries, and demonstrates an average accuracy of about 1% in estimating surface depths and 10° in estimating surface normals