[发明专利]一种基于照度约束和格网变形的图像对齐方法

权利要求书

1.一种基于照度约束和格网变形的图像对齐方法，假设待对齐的两张图像分别表示为I_s和I_t，其中I_s为源图像，I_t为目标图像，且假设I_s和I_t在重叠区域内是被粗略对齐在一起的，对I_s进一步地进行基于格网的图像变形，使其在图像的重叠区域内向I_t进行精确的对齐，在I_s上划分分辨率为m×n的规则格网，设初始的规则格网点的坐标集合为所有单个格网的集合表示为其特征在于：通过以下步骤找到将I_s与I_t精确对齐在一起的变换后的格网点坐标

步骤1，克服色彩差异的照度约束的提取，包括如下子步骤；

步骤1.1，重叠区域内锚点的均匀采样；

步骤1.2，色彩映射模型的构建，将模型参数估计的规模从{V}扩充为{V,G,B}；

步骤1.3，基于色彩映射模型的照度约束；

步骤1.4，照度约束的泰勒展开；

步骤2，色彩映射模型的初始化；

步骤3，格网点坐标与色彩映射模型的联合优化，

式中，表示初始的规则格网点的坐标集合，m和n表示规则格网的大小，i和j表示格网中的坐标，G与B分别表示仿射模型中的增益参数与偏置参数，其中，特征点项E_f、匹配线段项E_l、相似变换约束项E_s、照度项E_p、颜色平滑项E_c和轮廓线形变项E_o为联合优化时能量函数中所包含的6项参数，λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅和λ₆分别为其对应的权重系数；

步骤4，模型参数的进一步修正；

步骤5，基于图像变形的图像对齐。

2.如权利要求1所述的一种基于照度约束和格网变形的图像对齐方法，其特征在于：步骤1.1中，在I_s和I_t的重叠区域内，每隔3个像素提取一个像素点作为照度约束的锚点，构成的锚点集合表示为其中K表示在图像重叠区域内提取得到的锚点总数。

3.如权利要求2所述的一种基于照度约束和格网变形的图像对齐方法，其特征在于：步骤1.2的具体实现方式如下，

对于任意一个格网q∈Q，都采用一个仿射模型表达对应像素点从I_s到I_t的色彩映射关系，记格网q内对应的仿射变换参数为g和b，则对任意一个像素点u∈q，u在I_s上的灰度值与I_t中的对应点u′在I_t上的灰度值之间满足下式：

I_t(u′)＝I_s(u)×g+b，

其中I_s(.)和I_t(.)分别表示像素点在源图像与目标图像上的灰度值，考虑所有格网内的色彩映射模型参数，得到总的色彩模型参数的集合为和G与B分别表示仿射模型中的增益参数与偏置参数。

4.如权利要求3所述的一种基于照度约束和格网变形的图像对齐方法，其特征在于：步骤3的具体实现方式如下，

对任意锚点p∈P，估计出一个对应的二维坐标偏移量d(p)，使p′＝p+d(p)，且p在I_s上经过色彩映射后的灰度值与p′在I_t上的灰度值的差异最小，这一灰度差异表示为：

其中G(p)和B(p)分别表示当前锚点p所在的格网所对应的色彩增益参数与色彩偏置参数。