[发明专利]一种基于视觉显著区域的快速图像配准方法

权利要求书

1.一种基于视觉显著区域的图像配准方法，其特征在于，该方法用于将待配图像A与参考图像B进行匹配，包括如下步骤： 

步骤一、对待配图像A与参考图像B分别进行视觉显著区域提取和阈值分割，对应获得第一显著区域的序列及第二显著区域的序列； 

步骤二、获取所有第一显著区域的质心，为第一质心，每三个第一质心作为一个第一特征三角形的顶点；获取所有第二显著区域的质心，为第二质心，每三个第二质心划出一个第二特征三角形； 

步骤三、若一个第一特征三角形与一个第二特征三角形基于仿射变换关系对应相似，则二者组成相似三角形对；找到相似度最大的相似三角形对(a、b)；其中a为第一特征三角形，b为第二特征三角形； 

步骤四、基于(a、b)建立由待配图像A至参考图像B变换的仿射变换模型，该仿射变换模型包括平移、旋转以及尺度变换三种变换方式，涉及的参数包括水平平移量和垂直平移量、旋转角度以及尺度参数；以所述涉及的参数为初始匹配参数； 

所述尺度参数为a与b的边长比例；所述旋转角度为a与b的对应边形成的角度；所述平移量为a和b的相对平移量； 

步骤五、采用Powell的搜索方法，从初始匹配参数开始进行设定步长的搜索，获取搜索值作为测试匹配参数，将待配图像A按照每次步进获得的测试匹配参数进行仿射变换，实现与参考图像B的多次配准测试，选择所述多次配准测试中结果最佳的配准测试对应的测试匹配参数作为最优匹配参数； 

使用该最优待配参数对待配图像进行仿射变换获得最终配准结果。 

2.如权利要求1所述的一种基于视觉显著区域的图像配准方法，其特征在于，所述步骤三中，所获得的其中一对相似三角形对为(a＇,b＇)，则相似三角形对(a＇,b＇)的相似度Likehood的计算方法为： 

其中l_a',3、l_a',2、l_a',1为a＇的三边；l_b',3、l_b',2、 l_b',1为b＇的三边。 

3.如权利要求1或2所述的一种基于视觉显著区域的图像配准方法，其特征在于，所述步骤四中的仿射变换模型为： 

其中s为尺度参数：l_a,3、l_a,2、l_a,1为a的三边；l_b,3、l_b,2、l_b,1为b的三边； 

γ为旋转角度，γ的取值为γ₁或γ₂：其中γ₂=π-γ1，0≤γ₁≤π；γ_a为第一特征三角形a的最长边相对于第一图像坐标系的水平倾斜角，γ_b为第二特征三角形b的最长边相对于第二图像坐标系的水平倾斜角； 

Δx和Δy为平移参数，Δx为水平平移量Δx=x_a-x_b，Δy为竖直平移量Δy=y_a-y_b，(x_a,y_a)为a中质心像素的坐标值，(x_b,y_b)为b中质心像素的坐标值；(x,y)为图像中一点，(x＇,y＇)为(x,y)使用该仿射变换模型进行仿射变换后的坐标值； 

所述步骤四中确定初始匹配参数时，所述初始匹配参数包括初始水平平移量和初始垂直平移量、初始旋转角度以及初始尺度参数，以所述s为初始尺度参数，以所述Δx为初始水平平移量，以所述Δy为初始垂直平移量；所述初始旋转角度的确定方法如下： 

当γ的取值为γ₁时，该仿射变换模型为γ₁型仿射变换模型，将待配图像A中的第一特征三角形a的最短边相对的顶点所在第一显著区域依据γ₁型仿射变换模型进行变换，对变换后待配图像的上述第一显著区域计算二阶不变矩φ_a,2和三阶不变矩φ_a,3，同时对于参考图像B中的第二特征三角形b的最短边相对的顶点所在第二显著区域分别计算二阶不变矩φ_b,2和三阶不变矩φ_b,3；计算γ₁型差异测度SSIM₁；SSIM₁＝(φ_a,2-φ_b,2)²(φ_a,3-φ_b,3)²； 

当γ的取值为γ₂时，该仿射变换模型为γ₂型仿射变换模型，最终获得γ₂型差异测度SSIM₂； 

若SSIM₁≥SSIM₂，则令γ_M=γ₂，否则γ_M=γ₁； 

以γ_M为初始旋转角度。