[发明专利]一种结合单偏光与正交偏光图像的岩石薄片图像对齐方法

权利要求书

1.一种结合单偏光与正交偏光图像的岩石薄片图像对齐方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对岩石薄片的原始图像进行预处理；

所述岩石薄片的原始图像包括单偏光图像和正交偏光图像；

S2、对预处理后的原始图像中的特征点进行提取，并对提取出的单偏光图像中的特征点与正交偏光图像中的特征点进行粗匹配；

S3、基于特征点粗匹配结果，利用RANSAC方法获得用于像素映射的单应性矩阵；

S4、基于单应性矩阵，将正交偏光图像的所有像素映射到单偏光图像中，实现岩石薄片图像对齐。

2.根据权利要求1所述的结合单偏光与正交偏光图像的岩石薄片图像对齐方法，其特征在于，所述步骤S1中，对原始图像进行预处理的方法具体为：对单偏光图像和正交偏光图像均依次进行平滑去噪及光照均衡化处理。

3.根据权利要求1所述的结合单偏光与正交偏光图像的岩石薄片图像对齐方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、分别构造单偏光图像和正交偏光图像的多尺度空间，在每层尺度空间中利用FAST算法对单偏光图像和正交偏光图像分别进行特征点提取；

S22、利用Brief算法对单偏光图像和正交偏光图像中提取出的特征点进行描述，生成对应的描述特征点；

S23、对单偏光图像中的描述特征点和正交偏光图像中的描述特征点进行相似度匹配，得到特征点的粗匹配结果。

4.根据权利要求3所述的结合单偏光和正交偏光图像的岩石薄片图像对齐方法，其特征在于，所述步骤S21中对单偏光图像或正交偏光图像进行特征点提取的方法具体为：

A1、对图像构建8层结构的图像金字塔；

A2、在每一层图像中进行关键点检测，并选出最优特征点；

A3、对选出的最优特征点区域进行非极大值抑制处理，进而去除局部密集特征点；

A4、基于当前保留的特征点，进行特征点的尺度不变性和旋转不变性处理，进而提取出所需的特征点。

5.根据权利要求4所述的结合单偏光与正交偏光图像的岩石薄片图像对齐方法，其特征在于，所述步骤A1中构建的图像金字塔包含普通层和中间层，且普通层和中间层的数据均为4；所述图像金字塔各层的缩放尺度为：

t(c_i)＝2ⁱ

t(d_i)＝2ⁱ×1.5

式中，c_i为图像金字塔的普通层，d_i为图像金字塔的中间层，i为图像金字塔的各层序数；

所述步骤A2具体为：

在每一层图像中使用FAST 9-16探测器进行关键点检测，使其在具有相同设定阈值的普通层和中间层中确定潜在的感兴趣区域，将感兴趣区域中的特征点作为最优特征点；

所述步骤A3具体为：

对确定的感兴趣区域中的特征点进行位置和尺度空间上的非极大值抑制处理，为每一个特征点计算其响应值，将距离小于设定阈值的相邻特征点中的较大特征点保留，并删除其余特征点，实现局部密集特征点去除；

所述步骤A4中进行尺度不变性处理的方法具体为：

建立金字塔来实现特征点的多尺度不变性，设置比例因子和金字塔层数n，将原图像按照比例因子缩小成n幅图像，n幅不同比例的图像中保留的特征点的总和作为该比例图像中的oFAST特征点，即尺度不变性特征点，实现尺度不变性处理；

所述步骤A4中进行旋转不变性处理的方法具体为：

对于一个保留的特征点P，其邻域像素的矩m_pq为：

其中，I(x,y)为(x,y)处的像素值，下标p和q决定了灰度矩的阶数，x,y在半径为r的圆形区域内，即x,y∈(-r,r)，r为特征点的邻域半径；

该灰度矩的质心为：

式中，m₀₀为零阶矩，m₀₁和m₁₀为一阶矩，当角点坐标为O，确定角点-质心向量的夹角即得到该特征点P的主方向，即完成旋转不变性处理；

该特征点的旋转方向角度为：

θ＝arctan2(m₀₁,m₁₀)。