[發明專利]一種微觀打印圖案的圖像拼接方法及裝置

有效

• 申請號: 202010323764.X
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111507904B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 陳建魁;王培琳;徐洲龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種圖像拼接方法，其特征在，包括以下步驟：

(1)從目標圖像和源圖像的重疊區域中提取對應的點特征和直線特征；

(2)將源圖像作初步網格劃分，使用點特征和直線特征的對應性，計算每個網格的局部單應性變換矩陣，以此將兩幅圖像進行初步拼接；

(3)將初步拼接的源圖像再次作網格劃分，將點特征和直線特征使用網格頂點表示，引入局部相似性和全局一致性，進一步優化對齊精度，完成拼接；

其中，所述步驟(2)將點特征和直線特征使用網格頂點表示的具體實現方式為：

將初步拼接后的源圖像均勻劃分為R×C個網格單元，其網格頂點表示為則源圖像內的像素點使用包圍該像素點的四個網格頂點進行加權表示，對于最終拼接圖像中的網格頂點表示為

通過使用網格頂點表示點特征，構造的目標函數為：

其中，p_i'是目標圖像中第i個對應的特征點，g＝{1,2,3,4}，是包圍該對應特征點的四個網格頂點，w_i,g是該四個網格頂點對應的權重值；

通過使用網格頂點表示直線特征與網格邊界的各個交點及直線端點，構造的目標函數為：

其中，l'_j是目標圖像中第j個對應的特征直線，其直線方程為a'_jx+b'_jy+c'_j＝0，a'_j、b'_j為該直線方程的系數，l'_j的上標T為轉置符號，g＝{1,2,3,4}，q＝{1,2,…,num}，其中num是用于表示變換后的直線特征與網格邊界的交點加上兩個端點的數量，表示包圍直線特征的第q個點的四個網格頂點，該四個網格頂點對應的權重值。

2.根據權利要求1所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述步驟(2)的具體實現方式為：將源圖像I分割為r×c數量的網格，r、c分別為源圖像I在長、寬方向劃分的網格數，對于每一個網格單元使用其中心像素表示第k個網格單元的中心像素的坐標，其中k＝{1,2,…,r×c}，分別為第k個網格單元中心像素坐標，求出該網格單元對應的局部變換

其中，為對角矩陣，diag(.)表示根據給定的向量生成一個對角矩陣，和分別是特征點和特征直線對應的權重因子組成的向量，根據N對點特征對和M對直線特征對，第k個網格單元對應的權重向量和具體的分別為其中表示第i個點特征對應第k個網格單元的權重值，表示第j個直線特征對應第k個網格單元的權重值；矩陣C∈R^2(N+M)×9為矩陣A,B的合并，矩陣A∈R^2N×9,B∈R^2M×9分別為重疊區域所有的N對對應點對和M對對應直線段對的聯合矩陣，h＝[h₁,h₂,h₃,h₄,h₅,h₆,h₇,h₈,h₉]^T，為矩陣H對應的九維向量，T為矩陣轉置符號，H為源圖像I與目標圖像對應特征點或直線之間的變換矩陣，中的R為實數，R的上標表示矩陣的大小。

3.根據權利要求1所述的圖像拼接方法，其特征在于，所述步驟(2)通過使用網格頂點引入局部相似性的具體實現方式為：構造函數

其中，是最終拼接圖像中任意相鄰的三個網格頂點，μ,ν是該三個網格頂點在初步變換后的源圖像中通過第二，三個頂點表示的建立局部坐標系表示第一個頂點的局部坐標，是旋轉矩陣，對所有的頂點的進行求和，獲得完整的平滑項E_s，構造的目標函數為：