[發(fā)明專利]一種基于局部線性約束的稀疏特征匹配的圖像配準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510813103.4
• 申請(qǐng)日: 2015-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105427310B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳珺;羅林波;劉超;王勇;羅大鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): G06T7/38
• 分類號(hào): G06T7/38
• 代理公司: 武漢華旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所42214
• 代理人: 劉榮,江釗芳

1.一種基于局部線性約束的稀疏特征匹配的圖像配準(zhǔn)方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)采用特征探測(cè)法推斷得到待配準(zhǔn)的兩個(gè)圖像的假定匹配集x_n與y_n分別表示待配準(zhǔn)的兩幅圖像中特征點(diǎn)空間位置的二位列向量；所述假定匹配集S包含錯(cuò)誤匹配和正確匹配，其中正確匹配根據(jù)帶匹配的兩個(gè)圖像之間的幾何變換Z確定，即如果(x_n,y_n)是一個(gè)正確的匹配，則y_n＝Z(x_n)是一個(gè)正確的匹配；

(2)初始位置加位移函數(shù)v將定義變換Z：Ζ(x)＝x+v(x)，其中v在函數(shù)空間H中模擬，所述函數(shù)空間H為向量值的再生核希爾伯特空間，通過(guò)矩陣值的核Γ:R²×R²→R^2×2與對(duì)角線高斯核定義得到，其中R為實(shí)數(shù)空間，I為單位矩陣，x_i和x_j為實(shí)數(shù)空間中兩個(gè)特征點(diǎn)的空間位置，β為高斯窗參數(shù)，參數(shù)β為設(shè)置值，范圍為0.01～1.1，則變換Z通過(guò)以下形式表示：

Z(x)=x+v(x)=x+Σn=1NΓ(x,xn)cn,]]>

其中，x表示任意一個(gè)圖像點(diǎn)的空間位置，c_n表示一個(gè)2×1維待求解的向量系數(shù)；

(3)利用對(duì)角元素{p_n}組成的對(duì)角矩陣P指出匹配可信度，對(duì)角矩陣P中的任意元素p_n∈[0,1]為0到1之間的實(shí)數(shù)，當(dāng)p_n＝1時(shí)表示(x_n,y_n)為一個(gè)正確的匹配，當(dāng)p_n＝0時(shí)表示(x_n,y_n)為一個(gè)錯(cuò)誤的匹配；

(4)創(chuàng)建大小為N×N的權(quán)值矩陣W，且使當(dāng)x_j不屬于x_i的K鄰域時(shí)，W中的元素W_ij＝0，x_i的K鄰域指歐氏距離最近的K個(gè)元素；在約束下通過(guò)代價(jià)函數(shù)最小化基于局部線性約束的重構(gòu)誤差，并采用最小二乘求解出W，得到以下能量函數(shù)：

ϵ(P,Z)=Σn=1Npn||yn-Z(xn)||2-ηΣn=1Npn+TΣn=1Npnlog pn+λΣi=1Npi||Z(xi)-Σj=1NWijZ(xj)||2,]]>

其中，參數(shù)T表示確定性退火的初始溫度，η表示對(duì)錯(cuò)誤匹配的懲罰，λ表示正則化參數(shù)基于局部線性約束的正則化參數(shù)，參數(shù)T、η和λ均為設(shè)置值，T的范圍為0.05～5.5，η的范圍為0.01～1.1，λ的范圍為100～10000；

(5)采用確定性退火技術(shù)求解能量函數(shù)得到變換Z，通過(guò)變換Z結(jié)合雙線性插值執(zhí)行圖像配準(zhǔn)。