[發(fā)明專利]一種基于邊緣歸一化互信息測度函數(shù)的圖像配準(zhǔn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611125467.4
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號(hào): CN106780578B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉儉;譚久彬;李勇
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種基于邊緣歸一化互信息測度函數(shù)的圖像配準(zhǔn)方法。屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。為了解決互信息計(jì)算存在著沒有涉及圖像空間信息的缺點(diǎn)而導(dǎo)致配準(zhǔn)精度低的問題。本發(fā)明包括以下步驟：步驟a、對待配準(zhǔn)的圖像進(jìn)行圖像去噪，然后利用自適應(yīng)canny算子對去噪后的待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行邊緣檢測，得到待配準(zhǔn)圖像的邊緣圖；步驟b、根據(jù)待配準(zhǔn)的圖像的邊緣圖計(jì)算其邊緣歸一化互相關(guān)系數(shù)；步驟c、計(jì)算待配準(zhǔn)圖像的歸一化互信息測度值；步驟d、將邊緣歸一化互相關(guān)系數(shù)引入到歸一化互信息測度值中構(gòu)造出邊緣歸一化互信息測度函數(shù)；步驟e、使用粒子群算法對圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。有益效果為圖像配準(zhǔn)精度高。適用于對圖像的拼接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

共焦掃描顯微鏡測量技術(shù)是一種用于微米及亞微米尺度測量的光學(xué)顯微技術(shù)。因其具有無需樣品制備、測量速度快、成本低、不損傷測量表面以及可直接測量高度大于半波長的臺(tái)階輪廓等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛用于材料學(xué)、微電子學(xué)、光學(xué)、生物工程學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的二/三維微尺度結(jié)構(gòu)測量。但是共焦掃描顯微鏡同樣面臨著視場較小的問題，采用圖像拼接技術(shù)在不增加儀器成本的情況下即可得到高分辨大視場的數(shù)據(jù)，使共焦掃描顯微鏡得應(yīng)用更加靈活、實(shí)用。圖像拼接面臨的第一個(gè)問題就是圖像配準(zhǔn)，由于共焦掃描顯微鏡本身分辨率達(dá)到百納米級，因此，對配準(zhǔn)精度的要求非常高，至少要達(dá)到亞像素級別，才不會(huì)因?yàn)榕錅?zhǔn)的問題造成最后的測量讀數(shù)誤差。配準(zhǔn)方法中基于灰度的配準(zhǔn)方法較基于特征的配準(zhǔn)方法配準(zhǔn)精度更高，其中在基于灰度的配準(zhǔn)方法中基于互信息的配準(zhǔn)方法的配準(zhǔn)精度最高、魯棒性最好，但是互信息計(jì)算存在著沒有涉及圖像空間信息的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決互信息計(jì)算存在著沒有涉及圖像空間信息的缺點(diǎn)而導(dǎo)致配準(zhǔn)精度低的問題，提出一種基于邊緣歸一化互信息測度函數(shù)的圖像配準(zhǔn)方法。

本發(fā)明所述的一種基于邊緣歸一化互信息測度函數(shù)的圖像配準(zhǔn)方法，該方法包括以下步驟：

步驟a、對待配準(zhǔn)的圖像進(jìn)行圖像去噪，然后利用自適應(yīng)canny算子對去噪后的待配準(zhǔn)圖像進(jìn)行邊緣檢測，得到待配準(zhǔn)圖像的邊緣圖；

步驟b、根據(jù)待配準(zhǔn)的圖像的邊緣圖計(jì)算其邊緣歸一化互相關(guān)系數(shù)；

步驟c、計(jì)算待配準(zhǔn)圖像的歸一化互信息測度值；

步驟d、將邊緣歸一化互相關(guān)系數(shù)引入到歸一化互信息測度值中構(gòu)造出邊緣歸一化互信息測度函數(shù)；

步驟e、使用粒子群算法對圖像進(jìn)行配準(zhǔn)。

優(yōu)選的是，所述步驟a中利用自適應(yīng)canny算子對去噪后的圖像進(jìn)行邊緣檢測時(shí)設(shè)置canny算子的高閥值和低閥值；

所述高閾值設(shè)置成圖像歸一化后的均方差；

所述低閾值為高閾值的0.1倍。

優(yōu)選的是，所述步驟c中歸一化互信息測度值的計(jì)算公式為：

其中，R為參考圖，F(xiàn)為浮動(dòng)圖，H(R)為參考圖的熵，H(R)為浮動(dòng)圖的熵，MI(R,F)為參考圖和浮動(dòng)圖的互信息，NCC(R,F)為參考圖和浮動(dòng)圖的歸一化互信息測度值。

優(yōu)選的是，所述步驟d中邊緣歸一化互信息測度函數(shù)的計(jì)算公式為：

K(R',F')＝exp(1/sg(R',F')-1),

其中，R`為參考圖R和浮動(dòng)圖F的重疊區(qū)域中的參考圖R的邊緣圖像，F(xiàn)`為參考圖R和浮動(dòng)圖F的重疊區(qū)域中的浮動(dòng)圖F的邊緣圖像，為R`的平均值，為F`的平均值，NSAM(R,F)為基于參考圖R和浮動(dòng)圖F的邊緣歸一化互信息測度函數(shù)。