[发明专利]基于级联结构的图像配准方法及装置

摘要

本发明提供一种基于级联结构的图像配准方法及装置，其中，该方法包括对参考图像的特征点和输入图像的特征点进行双向匹配处理，获取第一粗匹配组；根据预设置信度，对第一粗匹配组中的匹配对进行剔除，获取第二粗匹配组；其中，从第一粗匹配组中剔除的匹配对的相似度低于预设置信度；根据预设阈值，对第二粗匹配组中的匹配对进行剔除，获取第三粗匹配组；其中，从第二粗匹配组中剔除的匹配对中任意两个匹配对之间的灰度距离或者空间距离大于预设阈值；采用RANSAC算法，对第三粗匹配组中的匹配对进行处理，获取对应的变换矩阵；根据变换矩阵，将参考图像和输入图像在空间上进行对准处理，以获取输出图像。

主权项

一种基于级联结构的图像配准方法，其特征在于，包括：对参考图像的特征点和输入图像的特征点进行双向匹配处理，获取第一粗匹配组；根据预设置信度，对所述第一粗匹配组中的匹配对进行剔除，获取第二粗匹配组；其中，从所述第一粗匹配组中剔除的匹配对的相似度低于所述预设置信度；根据预设阈值，对所述第二粗匹配组中的匹配对进行剔除，获取第三粗匹配组；其中，从所述第二粗匹配组中剔除的匹配对中任意两个匹配对之间的灰度距离或者空间距离大于所述预设阈值；采用RANSAC算法，对所述第三粗匹配组中的匹配对进行处理，获取对应的变换矩阵；根据所述变换矩阵，将所述参考图像和所述输入图像在空间上进行对准处理，以获取输出图像；其中，根据预设阈值，对所述第二粗匹配组中的匹配对进行剔除，获取第三粗匹配组，包括：从所述第二粗匹配组中随机选取两个匹配对(X，Y)和(X′，Y′)，根据上述两个匹配对(X，Y)和(X′，Y′)，在预设的灰度坐标系中，形成两条线段XX′与YY′，其中，X和X′为所述参考图像的特征点，Y和Y′为所述输入图像的特征点；对所述线段XX′进行等间距采样，获得第一采样点集合(X1,X2,X3,...,Xn)，并得到向量x＝[x1,x2,x3,...,xn]；对所述线段YY′进行等间距采样，获得第二采样点集合(Y1,Y2,Y3,...,Yn)，并得到向量y＝[y1,y2,y3,...,yn]；分别对所述向量x和所述向量y进行归一化处理，得到两个归一化的向量和并采用公式计算获取向量和之间的距离d；若所述距离d大于所述预设阈值，则将所述匹配对(X，Y)和(X′，Y′)从所述第二粗匹配组中剔除；在剔除后的第二粗匹配组中重新选取两个匹配对，重复上述步骤，直至剔除后的第二粗匹配组中任意两个匹配对对应的距离不大于所述预设阈值；其中，xi为所述第一采样点集合中采样点Xi对应的灰度值，yi为所述第二采样点集合中采样点Yi对应的灰度值，i＝1,2,...,n，n为所述第一采样点集合和所述第二采样点集合的维度；或者包括：对所述第二粗匹配组中的所述参考图像的特征点根据横坐标和纵坐标分别从小到大进行排序，将所述参考图像的特征点的横坐标依次重新定义为0，1，…,m1，将所述参考图像的特征点的纵坐标依次重新定位为0，1，…,m1，获取所述参考图像的特征点的新横坐标和新纵坐标；对所述第二粗匹配组中的所述输入图像的特征点根据横坐标和纵坐标分别从小到大进行排序，将所述输入图像的特征点的横坐标依次重新定位为0，1，…,n1，将所述输入图像的特征点的纵坐标依次重新定位为0，1，…,n1；获取所述参考图像的特征点的新横坐标和新纵坐标；遍历所述第二粗匹配组中的匹配对，若匹配对中的参考图像特征点对应的特征点的新横坐标与输入图像特征点对应的新横坐标之差或者所述匹配对中参考图像特征点对应的新纵坐标与输入图像特征点对应的新纵坐标之差大于所述预设阈值时，则将所述匹配对从所述第二粗匹配组中剔除；其中，m1为所述第二粗匹配组中所述参考图像的特征点的数量；n1为所述第二粗匹配组中所述输入的特征点的数量。