專利名稱：二維圖像對應性尋找方法
技術領域：
本發明涉及二維圖像對應性的尋找方法。
技術背景
當今的圖形表示分為二維和三維兩部分，其中二維圖像已經廣泛的應用于工業、 科研、宣傳、學習等各種領域。在二維圖像的處理中，注冊問題是一個長期的熱點問題，而在 注冊問題當中，首當其沖要解決的就是圖像對應性關系的確定。當前學術界提出的對應性 查找方式主要分為兩類
1、利用點自身的屬性信息尋找對應關系；
2、利用圖像邊界的信息尋找對關系。
在利用點自身的屬性信息方法中最具有代表性的就是SIFT算法。該算法利用關 鍵點與周圍點的色調差異構成具有多個方向的矩陣，從而實現對應關系的匹配。這種方法 的缺點在于對運動幅度較大的物體失效很嚴重。
利用圖像邊界信息的匹配尋找的是區域與區域的匹配關系。這種算法多數容易受 到噪聲、誤碼的影響，當邊界較為復雜或不夠清晰時有可能失效。
除此之外，還陸續有不少人提出過各類關于對應性關系的查找方法，但總體來說 創造性不強，效果也不好。目前的學術界中，對應性關系的研究已經陷入了一個瓶頸狀態， 而這種狀況制約著整個圖形產業的發展。發明內容
本發明要解決的技術問題在于尋求一種方式改進現有注冊方法的失效問題，從 而達到更佳的對應性關系。
為解決上述問題，本發明提出的二維圖像對應性尋找方法的是以現有圖像分割 技術為基礎，對分割后的圖像采用一種概率性的算法尋找多對多的區域對應關系，在得到 相對準確的區域對應性之后，以現有區域對應關系為基礎應用傳統的SIFT方法并加以一 定的規則限制，從而達到更好的效果。
本發明的技術步驟是
第一步，對源圖像與目標圖像分別進行圖像分割。我們根據圖像顏色生成結構圖， 而后采用類似于Kruskal算法的方式對圖像進行分割。
步驟1，簡單的根據各像素點顏色信息對圖形進行分塊，得到粗略的一個像素分割 結果。這一步驟中，首先將每個像素點視為一個分塊，然后依次每個點進行八方向的查找， 將相鄰顏色類似且沒有加入像素塊的點加入當前點所屬的像素塊，并且刪除已經有操作點 的分塊編號，最終就得到了初步分割結果。這樣得到的將是一個較為龐雜、擁有大量像素塊 的初步結果。
步驟2，將每個像素塊視為一個結點，有相鄰關系的結點之間存在連接邊，將步驟 1中的初步結果形成一個無向圖，無向圖中每條邊的權重值以相鄰兩像素塊共有像素點為參考設定(比如兩像素塊共有點數量為5000，就設定其權重為5)。
步驟3，將無向圖中每個點看作一個區域開始，從無向圖中任意區域出發，逐項尋 找相鄰區域。為算法說明簡潔明了，我們首先定義兩個概念
1、區域內距離對任意區域C，我們將區域所包含的所有點構成的無向圖的最小 生成樹的權值作為區域內距離。公式表示為
權利要求
1.二維圖像對應性尋找方法，其特征在于該方法的步驟如下 第一步，對源圖像與目標圖像分別進行圖像分割；第二步，由第一步得到的初步分割結果，采用循環置信遺傳算法得到原圖與目標圖之 間分割的匹配關系；第三步，對第二步中得到的區域對應結果采用類似于SIFT特征對應方式尋找區域之 間的對應關系。
2.根據權利要求1所述的二維圖像對應性尋找方法，其特征在于對源圖像與目標圖像 分別進行圖像分割的具體步驟如下步驟1，簡單的根據各像素點顏色信息對圖形進行分塊，得到粗略的一個像素分割結果；步驟2，將每個像素塊視為一個結點，有相鄰關系的節點之間存在連接邊，將步驟1中 的初步結果形成一個無向圖，無向圖中每條邊的權重值以相鄰兩像素塊共有像素點為參考 設定；步驟3，將無向圖中每個點看做一個區域開始，從無向圖中任意一區域出發，逐項尋找 相鄰區域。
3.根據權利要求1所述的二維圖像對應性尋找方法，其特征在于采用循環置信遺傳算 法得到原圖與目標圖之間分割的匹配關系的具體步驟如下步驟1，建立函數
4.根據權利要求1所述的二維圖像對應性尋找方法，其特征在于采用類似于SIFT特征 對應方式尋找區域之間的對應關系的具體步驟為步驟1，將原有彩色圖像轉換為灰度圖像； 步驟2，用輸入圖像與高斯函數進行反復卷積，得到高斯圖像集合； 步驟3，在步驟2中計算出的大量極值點中挑選出少量相對較為健壯的極值點； 步驟4，根據圖像的局部特征，為每一個特征點指派一個固定的方向； 步驟5，經過以上四個步驟的操作，我們得到了具有代表性且密度適當的特征點，然后 按以下步驟求出對縮放和旋轉具有不變性的局部特征描述符1)計算特征點給定鄰域內所有圖像采樣點處的梯度值及梯度方向；2)將該鄰域繞特征點旋轉一定角度，使得該特征點指派的方向與χ軸正向同向；3)利用特征點的縮放比例選取對應的高斯權函數；4)將鄰域內的圖像采樣點的梯度值及梯度方向乘以高斯權重累加到以方向劃分的直 方圖上。
全文摘要
本發明公開了一種二維圖像對應性計算方法。首先通過在由圖像的區域分割結果抽象出的無向圖上運用循環置信傳播算法得到區域之間的匹配關系，然后對各個區域應用SIFT特征匹配找到最終的對應關系。該方法融合了區域匹配和特征點匹配兩種計算方法，可以得到更為準確的圖像對應關系。
文檔編號G06T7/60GK102034237SQ20101058123
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者黨崗, 周競文, 姜巍, 方皓, 李俊, 李宏華, 李寶, 林帥, 田艷花, 程志全, 金士堯, 陳寅 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學