[發明專利]基于多圖配準復原三維圖像的方法

有效

• 申請號: 201510574881.2
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN105260989B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 岑豫皖;王天翔;張捍東;黃建中
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學;馬鞍山機床及刃模具產品質量監督檢驗中心
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T3/00
• 代理公司: 江蘇樓沈律師事務所 32254
• 代理人: 呂欣

本發明公開了一種基于多圖配準復原三維圖像的方法，對三維激光掃描獲得三維圖像的過程中因各種干擾而產生圖像退化、信息缺失的現象，先腐蝕再修補，二維圖像與三維圖像交互映射處理。本發明方法主要過程包括有損去噪、映射、配準、數據修補，在配準時引入了偏移矢量的概念，引入了隨機算法，自動尋找特征區域，剔除無用信息，消除了傳統配準方法信息冗余量大、速度慢的弊端。在數據修補中，使用總距離差最小即和基圖像最相近的精配準圖像的采樣點來修補基圖像，和傳統的數據融合比較，更接近目標的實際距離值。經過一系列的過程，最終復原出退化的距離圖像。

技術領域

本發明屬于數字圖像處理領域，涉及一種三維圖像復原方法。

背景技術

在圖像獲取的過程中由于硬件設備的固有原因和外部噪聲的干擾，都會引起成像質量下降或者信息缺損。對于大多數成像系統，單純從硬件方面來考慮解決這些問題，將帶來巨大的成本和技術壓力，因此研究圖像復原算法來解決前面所提出的問題有著極大的現實意義和應用價值。尤其是在三維圖像領域，在獲取圖像的過程中更易被干擾，提高設備性能的成本更高，而對三維圖像復原的研究卻遠沒有二維圖像成熟。因此對三維圖像的復原在圖像處理方面更需要被研究。

對于獲取三維圖像時圖像受到噪聲干擾，已經有了一些去噪的方法，當前主要的去噪算法包括BM3D，由Dabov等人在2006年提出，其核心思想利用圖像的相關性和統計特征對圖像分塊、分組匹配，形成三維塊，再利用相關性對塊層進行三維濾波去噪，保留了很好的低頻輪廓信息，又保留了一定的細節紋理，但仍缺失了較多的信息。

發明內容

技術問題：本發明提供一種能夠去除噪聲、保留圖像原始信息的基于多圖配準復原三維圖像的方法。

技術方案：本發明的基于多圖配準復原三維圖像的方法，包括以下步驟：

(1)以獲取被復原三維圖像時圖像采集設備的位置為基準，偏轉圖像采集設備的角度、移動攝像頭的位置，得到多幅用來輔助復原的輔助圖像；

(2)以被復原三維圖像為基圖像，根據圖像采集設備的旋轉角度、移動矢量，創建各輔助圖像對應的坐標系轉換矩陣，對輔助圖像分別進行粗配準；

(3)運用“偏移矢量”概念和隨機算法，以基圖像為標尺，對每個粗配準后的輔助圖像分別進行基圖像的點與輔助圖像的點之間的精配準，得到輔助圖像上所有點的偏移矢量和估計偏移量；

(4)進行每個輔助圖像和基圖像之間的面與面精配準，最終得到一組精配準的圖像；

(5)有損去噪：針對基圖像和所述步驟(4)得到的一組精配準的圖像，利用腐蝕法將圖像上的位置隨機出現、形狀為點狀、線狀的噪聲去除；

(6)圖像信息修補：用經過有損去噪的輔助圖像，對基圖像由于有損去噪而造成信息缺失的部位進行信息修補，最后得到復原后的圖像。

進一步的，本發明方法中，所述步驟(3)的具體流程為：

首先對每個輔助圖像A_k中的每個點，都按照如下準則進行度量：

若|a_1ij-a_kij|<h，則認為a_kij與a_1ij相對應，a_kij的偏移向量其中h稱為相似度閾值；否則，在以ω為搜索半長的范圍內進行以一個采樣點間距為步長的逐步搜索，若遇到|a_1,i+e,j+f-a_kij|<h則認為否則其中-ω≤e,f≤ω；

然后以輔助圖像中滿足上述準則要求的采樣點來求取偏移向量，得出一個向量組

最后根據得到圖像A_k上所有點的估計偏移量。