[发明专利]基于灰度直方图的图像配准方法

说明书

本申请公开了基于灰度直方图的图像配准方法，结合灰度统计信息以及尺度不变信息，对不同曝光图像进行配准。为了提高全局匹配时检测的特征点的准确性和可靠性，首先将图像进行灰度图匹配，使不同曝光图像色调一致；然后进行全局对齐，在计算两幅图像之间的单应矩阵时，在现有的算法基础上进一步剔除可能存在的错误匹配点并对矩阵进行评估，保证在全局对齐时，去除因运动物体或者旋转抖动过大造成的误差，进一步提高对齐的准确性；最后将阈值图与块匹配进行结合，更加简单快速准确地检测出运动区域并进行匹配，大大减少了匹配时间。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种基于灰度直方图的图像配准方法。

背景技术

现有的图像配准方式主要分为两种：一种基于图像灰度统计进行配准，这种方式通常统计图像信息特征，生成灰度特征函数，计算图像间的变换信息。但由于该方法需要搜索全图非常耗费时间，并且因为亮度变化导致配准效果不稳定；另一种方法基以尺度不变特征变换算法为基础加以改进，用于描述图像局部特征，进行曝光度不同图像之间的配准，但往往会忽略局部运动区域，造成鬼影。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于灰度直方图的图像配准方法，简单快速准确地检测出运动区域并进行匹配，大大减少匹配时间。

本申请一实施例中公开了一种基于灰度直方图的图像配准方法，包括：

采集同一场景不同曝光时间的多组图像；

选取中间曝光时间的图像作为参考图像并统计该参考图像的累积直方图以及其他不同曝光时间的图像的累积直方图，计算其他不同曝光时间的图像的累积直方图的各个灰度阶与参考图像的累积直方图的各个灰度阶的差的绝对值，取各个绝对值中的最小值对应的灰度阶为映射后的值，根据映射值求出其他不同曝光时间的图像变换后的图像；

提取参考图像的特征点并提取经变换后的其他不同曝光时间的图像的对应特征点，根据对应特征点计算单应性矩阵并对其他不同曝光时间的图像进行透视变化操作得到全局对齐的多组曝光时间不同的图像；

对全局对齐的多组曝光时间不同的图像进行中值阈值化得到每幅图像的中值，将每幅图像的中值相加得到阈值图像；

对阈值图像进行腐蚀膨胀处理并计算连通域，求出连通域的矩阵区域作为块匹配的掩膜区域；

随机建立一个全局对齐的其他曝光时间不同的图像的掩膜区域的块到参考图像的掩膜区域的块映射，遍历全局对齐的其他曝光时间不同的图像的掩膜区域的块并计算其与参考图像的掩膜区域的块以及相邻四个块之间的相似度，找到最相似的块并记录两个块之间的映射；

多次迭代后得到每个块对应的映射关系，将全局对齐的其他曝光时间不同的图像的掩膜区域的块进行平移匹配得到与参考图像最相似的图像。

优选的，所述采集同一场景不同曝光时间的多组图像的步骤，包括：采集同一场景过曝、正常曝光、欠曝的三组图像。

优选的，提取参考图像的特征点并提取经变换后的其他不同曝光时间的图像的对应特征点的步骤，包括：使用ORB方法进行参考图像的特征点的提取；使用光流跟踪计算出经变换后的其他不同曝光时间的图像中对应的特征点。

优选的，根据对应特征点计算单应性矩阵的步骤，包括：将参考图像和经变换后的其他不同曝光时间的图像分为8个区域，在每个对应区域计算对应的特征点时，仅计算当前对应区域内的特征点。

优选的，将每幅图像的中值相加得到阈值图像的步骤之后，还包括：去除阈值图像中像素为0或为最大值的点。

优选的，所述块的大小为3x3。

本申请还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时实现如前文描述的方法中的步骤。