圖像配準方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種圖像配準方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 圖像配準是計算機圖形學和計算機視覺中重要的研究問題，是圖像拼接和融合中 的關鍵技術。圖像配準就是將不同時間、不同傳感器或不同條件下獲取的兩幅或多幅圖像 進行匹配、疊加的過程。例如，待配準的圖像是同一相機圍繞著焦點在一個方向上進行旋轉 后拍攝所得，通過對重合區域的特征點進行匹配，使用投影變換可以近似地將這些圖像變 換到同一個成像平面。而在一般的情況下，當相機的位置和拍攝角度任意變換的時，只有當 場景中所有物體位于同一個平面內才可以用投影變換來表示他們之間的位置關系。因此， 對于一般場景在不同位置和角度拍攝的圖像，投影變換已經不能對他們的位置關系進行表 不。
[0003] 在實際應用中，對同一場景的拍攝通常是不同相機在不同角度和位置進行拍攝， 這就使得新拍攝的圖像與之前拍攝的圖像相比，可能存在相機設置參數不同，場景中物體 深度不一致等情況，當然也就無法用一個投影變換進行配準。因此，如何對同一場景在不同 設備、不同位置及不同角度拍攝的圖像進行高配準率的配準成為一個亟待解決的問題。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中的缺陷，本發明提供一種圖像配準方法及裝置，有效地提高了圖 像配準的配準率。
[0005] 第一方面，本發明提供一種圖像配準方法，所述方法包括：
[0006] 提取源圖像與待配準圖像中的特征點，并對所述特征點進行匹配，得到所述源圖 像與待配準圖像的匹配特征點；
[0007] 提取所述源圖像與待配準圖像中的直線段，并對所述直線段進行匹配，得到所述 源圖像與待配準圖像的匹配直線段；
[0008] 以所述匹配特征點及所述匹配直線段為約束條件對所述待配準圖像進行變形處 理，以使變形處理后的圖像和所述源圖像的匹配特征點的位置一致及匹配直線段的方向一 致；
[0009] 將所述變形處理后的圖像作為對所述待配準圖像進行配準后的圖像。
[0010] 可選地，所述提取源圖像與待配準圖像中的特征點，并對所述特征點進行匹配，得 到所述源圖像與待配準圖像的匹配特征點，具體包括：
[0011] 提取所述源圖像與待配準圖像的SIFT特征點，并確定所述SIFT特征點的特征描 述子；
[0012] 根據所述SIFT特征點的特征描述子，確定所述源圖像與待配準圖像的匹配特征 點。
[0013] 可選地，所述提取所述源圖像與待配準圖像中的直線段，并對所述直線段進行匹 配，得到所述源圖像與待配準圖像的匹配直線段，具體包括：
[0014] 采用LSD直線提取方式提取所述源圖像與待配準圖像中的直線段；
[0015] 采用MSLD方式對提取出的直線段進行匹配，得到所述源圖像與待配準圖像的匹 配直線段。
[0016] 可選地，所述以所述匹配特征點及所述匹配直線段為約束條件對所述待配準圖像 進行變形處理，以使變形處理后的圖像和所述源圖像的匹配特征點的位置一致及匹配直線 段的方向一致，具體包括：
[0017] 對所述待配準圖像進行網格化處理；
[0018] 以所述匹配特征點及所述匹配直線段為約束條件，建立關于網格頂點位置的能量 方程；
[0019] 將所述能量方程按照最小化進行求解，以獲得與最小化能量方程對應的網格的頂 點位置；
[0020] 將待配準圖像網格與所述與最小化能量方程對應的網格進行紋理映射，得到變形 處理后的圖像。
[0021] 可選地，所述以所述匹配特征點及所述匹配直線段為約束條件對所述待配準圖像 進行變形處理，以使變形處理后的圖像和所述源圖像的匹配特征點的位置一致及匹配直線 段的方向一致，進一步包括：
[0022] 以所述匹配特征點、所述匹配直線段、所述待配準圖像中的直線段及局部圖像為 約束條件對所述待配準圖像進行變形處理，以使變形處理后的圖像和所述源圖像的匹配特 征點的位置一致及匹配直線段的方向一致，并且所述變形處理后的圖像和所述源圖像中的 直線段及局部圖像的形狀一致。
[0023] 第二方面，本發明提供一種圖像配準裝置，所述裝置包括：
[0024] 特征點匹配單元，用于提取源圖像與待配準圖像中的特征點，并對所述特征點進 行匹配，得到所述源圖像與待配準圖像的匹配特征點；
[0025] 直線段匹配單元，用于提取所述源圖像與待配準圖像中的直線段，并對所述直線 段進行匹配，得到所述源圖像與待配準圖像的匹配直線段；
[0026] 配準單元，用于以所述匹配特征點及所述匹配直線段為約束條件對所述待配準圖 像進行變形處理，以使變形處理后的圖像和所述源圖像的匹配特征點的位置一致及匹配直 線段的方向一致；
[0027] 配準后圖像獲取單元，用于將所述變形處理后的圖像作為對所述待配準圖像進行 配準后的圖像。
[0028] 可選地，所述特征點匹配單元，具體用于提取所述源圖像與待配準圖像的SIFT特 征點，并確定所述SIFT特征點的特征描述子；根據所述SIFT特征點的特征描述子，確定所 述源圖像與待配準圖像的匹配特征點。
[0029] 可選地，所述直線段匹配單元，具體用于采用LSD直線提取方式提取所述源圖像 與待配準圖像中的直線段；采用MSLD方式對提取出的直線段進行匹配，得到所述源圖像與 待配準圖像的匹配直線段。
[0030] 可選地，所述配準單元，具體用于對所述待配準圖像進行網格化處理；以所述匹配 特征點及所述匹配直線段為約束條件，建立關于網格頂點位置的能量方程；將所述能量方 程按照最小化進行求解，以獲得與最小化能量方程對應的網格的頂點位置；將待配準圖像 網格與所述與最小化能量方程對應的網格進行紋理映射，得到變形處理后的圖像。
[0031] 可選地，所述配準單元，還用于以所述匹配特征點、所述匹配直線段、所述待配準 圖像中的直線段及局部圖像為約束條件對所述待配準圖像進行變形處理，以使變形處理后 的圖像和所述源圖像的匹配特征點的位置一致及匹配直線段的方向一致，并且所述變形處 理后的圖像和所述源圖像中的直線段及局部圖像的形狀一致。
[0032] 由上述技術方案可知，本發明的圖像配準方法及裝置，通過獲取源圖像和待配準 圖像的匹配特征點與匹配直線段，以所述匹配特征點及所述匹配直線段為約束條件對所 述待配準圖像進行變形處理，以使變形處理后的圖像和所述源圖像的匹配特征點的位置一 致，匹配直線段的方向一致，并將所述變形處理后的圖像作為配準后圖像。由此，有效地提 高了圖像配準的配準率。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發明一實施例提供的圖像配準方法的流程示意圖；
[0034] 圖2為本發明另一實施例提供的圖像配準方法的流程示意圖；
[0035] 圖3為本發明一實施例提供的圖像配準裝置的結構示意圖；
[0036] 圖4a為本發明一實施例提供的源圖像的效果圖；
[0037] 圖4b為本發明一實施例提供的網格化處理后的待配準圖像的效果圖；
[0038] 圖4c為圖4b變形處理后的圖像效果圖。
【具體實施方式】
[0039] 為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅 僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人 員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他的實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0040] 圖1示出了本發明一實施例提供的圖像配準方法的流程示意圖，如圖1所示，本實 施例的圖像配準方法如下所述。
[0041] 101、提取源圖像與待配準圖像中的特征點，并對所述特征點進行匹配，得到所述 源圖像與待配準圖像的匹配特征點。
[0042] 舉例來說，本實施例的特征點可為反映圖像內容中特殊位置或內容的點，可包括 圖像的頂點、交叉點和拐點，當然可根據實際需要提取相應的特征點，本實施例不對特征點 的類型進行限定。
[0043] 在一種可實施的方式中，上述的步驟101包括圖像中未示出的子步驟1011和子步 驟 1012。
[0044] 1011、提取所述源圖像與待配準圖像的SIFT特征點，并確定所述SIFT特征點的特 征描述子。
[0045] 本實施例提取了源圖像與待配準圖像的SIFT特征點，但不對其它特征點提取方 式進行限定。
[0046] 1012、根據所述SIFT特征點的特征描述子，確定所述源圖像與待配準圖像的匹配 特征點。