铸币图像配准算法的设计与实现

铸币图像的配准是基于图像识别的真伪币鉴别及瑕疵检测的重要步骤.针对铸币图像的特点,提出使用边缘纹理替代灰度信息作为图像配准的特征;配准算法使用极坐标系投影等多种积分投影方法,通过计算样本图像与模板图像投影曲线的互相关函数与最大互相关参数得到平移、旋转、缩放参数,并以多次迭代,实现铸币样本图像与模板图像的精确配准,为基于图像识别的真伪币鉴别及瑕疵检测提供良好基础.     

周扫条件下的红外运动目标检测

针对周扫条件下的运动目标检测出现的问题,提出了多种解决办法,并从中选择最优方案。首先根据系统红外图像特点,使用投影匹配法进行图像配准;然后针对现有运动检测算法中存在的问题,结合帧间差法和经典自适应背景差分法的优点,提出一种基于分级自适应背景差分的运动检测方法,使得伪运动目标明显减少;最后针对剩下的伪运动目标,借鉴图像配准方法,提出了一种基于最小平均灰度差判定真假运动目标的方法,有效剔除了伪运动目标。实验结果表明所提出的算法能快速有效的解决周扫模式所带来的各种问题。     

基于傅里叶变换的遥感图像配准

针对存在平移、旋转和尺度关系的多传感器、多谱段遥感图像配准问题，提出了一种基于边缘特征提取和伪对数极坐标傅里叶变换（EPLPFFT）的频域配准技术。采用边缘检测等图像预处理技术。提取了图像的大部分共有显著特征，有效消除了图像间的灰度差异；利用伪对数极坐标离散傅里叶变换（DFT），改善了对数极坐标DFT的计算精度，从而可以通过对数极坐标频域配准技术配准经边缘提取后的特征图像。遥感图像的配准实验证实了这一方法的稳健性和配准精度。     

自适应图像配准多基线InSAR干涉相位展开方法

提出一种基于自适应图像配准的多基线InSAR干涉相位展开方法.该方法通过构造联合加权数据矢量,充分利用相邻像素的相干信息,并且由干涉相位构造的信号子空间向噪声子空间投影来估计绝对干涉相位(即进行相位展开),能够同时完成图像配准、相位噪声滤波和相位展开处理,因此在SAR图像配准误差较大(可以允许达到一个分辨单元)的情况下,能够得到稳健的干涉相位展开结果.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于图像内在特征的图像自动拼接方法

针对传统图像拼接方法需要人工干预的不足,提出了基于图像内在特征的图像自动拼接方法.本方法应用由粗到精的技术实现图像之间像素精度的拼接.图像粗配准阶段采用仿射变换模型,利用Fourier-Mellin变换的频域分析技术同图像多分辨率技术相结合的方法求取仿射变换模型下的粗配准参数.图像的精配准阶段采用投影变换模型,将粗配准参数作为图像投影变换模型下的初始值,相邻图像中重叠区域的灰度差平方和作为误差指标函数,利用Levenberg-Marquardt方法进行图像投影模型参数估计的优化,得到全局意义条件下的精确变换参数.最后,将此方法应用于实际拍摄的可见光和红外图像序列进行试验分析,验证了本方法的有效性.     

针对红外焦平面非均匀校正的快速图像配准方法

为了解决红外焦平面非均匀算法中出现的运动估值问题,提出了一种新的快速图像配准算法.该算法对传统光流方程计算配准精度的方法作了改进,利用基于投影信息的一维光流方程计算小数像素位移.通过与其他算法的配准效果比较,证实该算法具有配准精度高、计算复杂度低等优点.     

遥感图像配准方法研究——综述

图像配准技术是近年来发展迅速的图像处理技术之一,是图像融合、图像镶嵌、超分辨率图像处理等领域所不可缺少的关键步骤.对遥感图像自动配准领域出现的最新技术进行了总结,并将图像配准方法分为三类:基于区域灰度的配准方法、基于图像特征的配准方法和基于对图像的理解和解释的配准方法.从原理和配准性能上对各类方法进行了分析,并指出了它们各自的优势和存在的问题.     

基于标准剂量CT图像非局部权值先验的低剂量图像恢复

本文提出一种基于标准剂量CT图像非局部权值先验的低剂量图像恢复方法,该方法首先将先前标准剂量图像与低剂量CT图像配准,并对低剂量CT图像进行预处理以抑制部分噪声,随后利用非局部均值的思想计算配准后的先前标准剂量CT图像的权值矩阵,基于该权值矩阵对预处理后的低剂量CT图像进行加权均值滤波.仿真实验和临床脑灌注数据实验表明,本文方法在消除低剂量CT图像噪声和伪影的同时,还可提升图像分辨率,对临床脑灌注CT扫描的疾病诊断中尤为有效.     

旋转扫描序列图像的投影矩阵和拼接应用

利用8参数投影矩阵(单应性矩阵)拼接旋转扫描序列图像的方法,由于矩阵估计误差的影响,配准精度不高,易导致拼接图像中的景物歪斜.针对这一问题,通过研究相机拍摄旋转扫描序列图像的透视关系,推导了一种5参数的投影矩阵,减少了单应性矩阵中8个参数之间的相关性,从而降低了投影矩阵估计误差对全景图拼接的影响,提高了配准精度.图像拼接实验结果显示,应用该5参数投影矩阵得到的全景图,能够保证场景正直,配准精度较高,视觉效果良好.     

基于目标轮廓自动校正的激光反射层析成像投影配准方法

激光反射层析成像（Laser Reflective Tomography Imaging,LRTI）技术具有分辨率与距离无关的特点,在空间目标遥感中具有广阔的应用前景。在目标图像重构之前,多角度回波投影数据需要与目标旋转中心对齐,这就是投影配准技术。本文提出了一种基于目标轮廓自动校正的投影配准方法,实验结果表明,该方法易于实现对简单目标旋转中心的自配准,能有效减少激光脉冲发射和探测器接收的随机抖动等造成的干扰,解决了图像模糊的问题,是一种LRTI多角度回波配准的新思路。     

基于稠密局部自相似特征流的图像配准算法

针对基于稠密SIFT流图像配准算法执行效率和配准准确率有待提高的不足,提出了一 种基于稠密局部自 相似(LSS)描述符构建的稠密改进的LSS(ILSS)特征流的图像配准算法。算法通过颜色空间转 换分离出彩色图像中的 颜色和亮度信息,只在亮度通道上提取稠密LSS特征以大幅度提高图像特征提取阶段 执行效率。随后以 保持特征流场光滑性为约束条件,采用金字塔多分辨率迭代法提高LSS特征流场估计 阶段的执行效率。 多分辨率迭代法的基本思想是先在图像粗粒度网格上快速估算出初步的特征流场,然后再逐 步求精获得最 终精确的特征流场。大量实验表明,与稠密SIFT流相比,基于稠密ILSS特征流的图像 配准算法在图像内容发生较大变化时具有更好的鲁棒性,同时具有更高的执行效率和图像配 准确率。     

Voxel-based 2-D/3-D registration of fluoroscopy images and CT scansfor image-guided surgery

Registration of intraoperative fluoroscopy images with preoperative 3D CT images can he used for several purposes in image-guided surgery. On the one hand, it can be used to display the position of surgical instruments, which are being tracked by a localizer, in the preoperative CT scan. On the other hand, the registration result can be used to project preoperative planning information or important anatomical structures visible in the CT image on to the fluoroscopy image. For this registration task, a novel voxel-based method in combination with a new similarity measure (pattern intensity) has been developed. The basic concept of the method is explained at the example of 2D/3D registration of a vertebra in an X-ray fluoroscopy image with a 3D CT image. The registration method is described, and the results for a spine phantom are presented and discussed. Registration has been carried out repeatedly with different starting estimates to study the capture range. Information about registration accuracy has been obtained by comparing the registration results with a highly accurate “ground-truth” registration, which has been derived from fiducial markers attached to the phantom prior to imaging. In addition, registration results for different vertebrae have been compared. The results show that the rotation parameters and the shifts parallel to the projection plane can accurately be determined from a single projection. Because of the projection geometry, the accuracy of the height above the projection plane is significantly lower     

基于随机投影深度函数的停车场车辆提取方法

为精确提取露天停车场内颜色混杂的车辆，提出一种基于随机投影深度函数的车辆提取方法.随机投影深度函数可有效区分RGB彩色空间中数据集的数据中心与离群值，充分利用各车辆颜色特征的复杂性及其与停车场背景颜色特征的差异性，凸显具有离群值颜色特征的车辆.首先，利用随机投影深度函数对彩色遥感影像中各像素颜色特征进行排序得到深度场影像；然后，对深度场影像做形态学闭运算并选取合适的随机投影深度值作为阈值，二值化闭运算后的深度场影像，实现车辆初始提取；最后，结合决策树分析与形态学运算实现车辆精确提取.实验结果表明，随机投影深度函数可有效处理彩色遥感影像中各种颜色车辆所表现的"同物异谱"现象，在深度场影像中凸显不同颜色的车辆，有效提高车辆提取效率；辅助以简单的后处理可实现遥感影像中不同场景停车场车辆提取.     

A portable image overlay projection device for computer-aided open liver surgery

Image overlay projection is a form of augmented reality that allows surgeons to view underlying anatomical structures directly on the patient surface. It improves intuitiveness of computer-aided surgery by removing the need for sight diversion between the patient and a display screen and has been reported to assist in 3-D understanding of anatomical structures and the identification of target and critical structures. Challenges in the development of image overlay technologies for surgery remain in the projection setup. Calibration, patient registration, view direction, and projection obstruction remain unsolved limitations to image overlay techniques. In this paper, we propose a novel, portable, and handheld-navigated image overlay device based on miniature laser projection technology that allows images of 3-D patient-specific models to be projected directly onto the organ surface intraoperatively without the need for intrusive hardware around the surgical site. The device can be integrated into a navigation system, thereby exploiting existing patient registration and model generation solutions. The position of the device is tracked by the navigation system's position sensor and used to project geometrically correct images from any position within the workspace of the navigation system. The projector was calibrated using modified camera calibration techniques and images for projection are rendered using a virtual camera defined by the projectors extrinsic parameters. Verification of the device's projection accuracy concluded a mean projection error of 1.3 mm. Visibility testing of the projection performed on pig liver tissue found the device suitable for the display of anatomical structures on the organ surface. The feasibility of use within the surgical workflow was assessed during open liver surgery. We show that the device could be quickly and unobtrusively deployed within the sterile environment.     

Optimized hierarchical block matching for fast and accurate image registration

Recently the camera resolution has been highly increased, and the registration between high-resolution images is computationally expensive even by using hierarchical block matching. This paper presents a novel optimized hierarchical block matching algorithm in which the computational cost is minimized for the scale factor and the number of levels in the hierarchy. The algorithm is based on a generalized version of the Gaussian pyramid and its inter-layer transformation of coordinates. The search window size is properly determined to resolve possible error propagation in hierarchical block matching. In addition, we also propose a simple but effective method for aligning colors between two images based on color distribution adjustment as a preprocessing. Simplifying a general color imaging model, we show much of the color inconsistency can be compensated by our color alignment method. The experimental results show that the optimized hierarchical block matching and color alignment methods increase the block matching speed and accuracy, and thus improve image registration. Using our algorithm, it takes about 1.28 s for overall registration process with a pair of images in 5 mega-pixel resolution.     

一种基于图像处理和投影的车牌定位方法

为了提高车牌的定位率和准确性,通过对车牌特征的研究,提出一种采用颜色特征、图像处理和投影结合的定位方法。首先利用车牌的颜色特征将车牌可能区域从整幅图像中确定,再利用水平移差扫描,边缘检测对图像进行处理,并利用投影以及车牌的长宽比例相结合的方法,确定车牌具体位置。结果表明,此方法对蓝底白字车牌定位较准确,并且具有一定的鲁棒性和实时性。     

基于边缘和互信息法的红外图像配准

用红外图像配准技术对多帧图像进行配准,不仅可以实现平台防抖等电子稳像功能,而且还可以通过对配准后的图像进行多帧累加来积累目标能量,增强图像的性噪比,从而为红外图像弱小目标识别提供帮助。将传统的单纯基于图像整体灰度和基于图像结构特征的配准方法相结合,利用边缘检测得到边缘图像,然后以交互方差为配准测度,以向下加速度法为寻优算法进行图像配准。     

基于配准的肺4D-CT图像超分辨率重建

肺4D-CT数据在肺癌治疗中有重要意义.但肺4D-CT数据纵向(Z方向)分辨率低,为显示正确比例图像需进行插值运算,由此带来图像的模糊.本文提出了一种基于Active Demons配准的超分辨率重建技术来提高肺4D-CT图像分辨率.我们将不同相位同一位置的低分辨率图像视为不同"帧"图像.首先采用Active Demons配准方法得到不同"帧"图像之间的运动估计;而后采用凸集投影(Projection Onto Convex Set,POCS)超分辨率算法重建高分辨率肺图像.实验结果表明,与三次样条插值和反投影方法相比较,我们的方法能得到更清晰的肺图像,明显增强图像结构.     

基于MATLAB图像配准方法的相关研究

图像配准是图像融合等其他图像处理应用的前提,是目前图像处理中的热点。在信息高度化的今天,该技术已经渗透到各个方面,被广泛地应用在遥感图像、医学图像、三维重构等诸多领域中,在图像分析和处理中占有举足轻重的作用。本文主要介绍了利用MATLAB提供的图像处理工具箱（IPT）,来方便快捷地完成图像之间的配准。文中首先对图像配准及基于点特征的图像配准的概念作了比较详细的介绍,然后对两幅图像在MATLAB平台进行了配准操作,最后对图像处理的结果进行了相关的分析,阐述了该方法的可取之处和有待改进之处。     

基于颜色色差的彩色图像压缩技术研究

根据图像DCT变换域系数特征和结合人眼辨别颜色色差的阈值,提出了一种基于颜色色差的彩色图像压缩技术方案。方案首先将彩色图像转化到与设备无关的CIELAB颜色空间,并进行DCT变换和色差计算;再通过人眼辨别颜色色差的阈值进行有选择的量化,并通过Huffman算法进行编码、压缩;最后利用其逆过程进行解压。通过仿真实验,结果表明,重建的彩色解压缩图像与源图像几乎一样,各分量亮度图的解压缩图像的PSNR均超过30dB,人眼几乎不能分辨其差异;衡量编码质量优劣的5个参数值均达到较好效果,且在保证解压缩图像质量的情况下,彩色图像的压缩比能够达到107.167 8,完全可以满足彩色图像压缩的需求。结果表明,提出的基于颜色色差的图像压缩技术方案是一种可行的、较好的彩色图像压缩技术。