一种改进的SIFT算法及其在医学图像配准中的应用

图像特征点的提取是医学图像配准的基础,其精确性直接影响匹配的结果.目前在实际应用中常使用手工提取特征点的方法,精确性差且工作量大.SIFT算子具有良好的尺度、旋转、光照等不变特性,被广泛应用于图像配准中.由于SIFT匹配算法对特征点匹配的条件较为严格,特征点的数量常常无法满足医学图像配准的实际需要,并且存在一定的误匹配.为增加特征点的数量,提高匹配准确率,采用SIFT算法自动提取特征点,并使用特征点之间的Euclid距离作为相似性判定度量,根据医学图像的特点保留低对比度点,以实现医学图像的配准.实验结果表明该方法是有效的.     

基于NSST和FAST的图像配准方法

为了进一步提高图像的配准速度,提出一种基于非下采样Shearlet变换(nonsubsampled Shearlet transform,NSST)和加速分割检测特征(features from accelerated segment test,FAST)的图像配准方法.首先将参考图像和待配准图像分别通过非下采样Shearlet变换分解成高频和低频子带,对低频子带构建高斯金字塔并采用FAST算子检测图像特征点,利用加速鲁棒特征(speeded up robust features,SURF)向量描述子描述所检测的特征点并依据夹角余弦准则实现特征点的匹配.然后利用随机抽样一致(random sample consensus,RANSAC)算法剔除误匹配点对,实现图像配准.大量实验结果表明,与尺度不变特征变换(scale invariant feature transform,SIFT)算法、SURF算法、结合Shearlet和SURF的算法、改进的SURF算法相比,所提出的方法在保证一定配准精度的前提下,配准的速度大大加快.     

一种基于PCB板图像配准优化算法

为了提高PCB缺陷检测中的图像配准精度,文章提出一种结合梯度下降算法与随机抽样一致性(random sample consensus, RANSAC)算法的改进图像配准优化方法。对得到的灰度图像使用中值滤波去除噪声,通过拉普拉斯算子提取图像边缘来突出图像细节;使用尺度不变特征变换(scale invariant feature transform, SIFT)检测算法获取图像特征点并进行特征点匹配,通过匹配的特征点对之间的距离阈值来粗选出较强匹配点,使用改进的算法精选出强匹配点,同时算出基础图像变换矩阵;最后使用梯度下降法对基础图像变换矩阵进行拟合优化。实验结果表明,该算法在PCB板图像匹配过程中可以有效减少误匹配,并能得到准确的图像变换矩阵,且图像配准速度较快,能够满足实际工业现场检测要求。     

一种改进的A-KAZE算法在图像配准中的应用

针对现有图像配准过程中难以保持图像的局部精度和边缘细节的问题,在A-KAZE算法的基础上提出了一种改进的图像特征提取算法AKAZE-ILDB.该算法首先利用非线性扩散滤波方程构造图像金字塔,采用快速显示扩散(FED)求得数值解,得到具有亚像素精度的图像特征点坐标;然后利用改进的LDB(ILDB)描述子构造具有尺度和旋转不变性的图像特征向量,对特征向量采用汉明距离进行KNN匹配;最后基于仿射变换模型计算空间映射参数矩阵来实现图像配准.实验结果表明:在保持相同图像特征匹配正确率的情况下,AKAZE-ILDB算法比A-KAZE算法平均配准时间缩短了300 ms;在配准精度方面,比A-KAZE算法提高了3.7%,比传统特征提取算法SURF匹配正确率提高了29%.     

基于改进MSER与SIDs特征的遥感图像配准算法

由于遥感图像存在仿射变形且纹理结构丰富,基于单一特征往往难以实现高效、高精度的配准利用显著图像圆盘(SIDs)易于自动提取的特点,并结合改进的极大稳定极值区域(MS-ER)实现仿射归一化,提出了一种新的仿射不变的遥感图像配准算法.该算法利用多尺度各向同性相匹配滤波(Multiscale Isotropic Matched Filtering,MIMF)检测稳定SIDs特征,结合高斯函数来精确定位SIDs极值点,再利用匹配好的MSER实现仿射归一化.实验结果表明,所提算法能较好适应较大尺度、光照及视角变化,具有较高匹配效率和配准精度,尤其是大尺寸遥感图像,算法效率提升更加明显.     

基于扩散距离的SURF特征图像匹配算法

针对高维特征向量存在的使用传统欧氏距离计算最近邻匹配正确率低的问题,文章提出了一种基于SURF和扩散距离的图像匹配算法。首先用Fast Hessian检测子进行特征点检测,生成SURF特征描述向量,然后利用扩散距离代替欧氏距离进行匹配,使用随机抽样一致从候选匹配中排除错误的匹配。实验证明该算法提高了SURF算法匹配的正确率,并在图像形变、光照变化方面具有较高的鲁棒性。     

一种用于AOI的PCB拼接算法

针对自动光学检测技术(AOI)在PCB板检测中存在的图像拼接严重错位、系统响应速度慢、拼接精度差等问题,对PCB图像拼接算法进行了改进研究.首先,提出整行缩小以及以行图像为配准图像的方式进行图像拼接;其次,在传统PCB图像拼接算法上引入surf配准,采用图像金字塔尺度空间的方法,确定拼接图像间的对应特征点,选取最近邻次近邻的配准方式进行特征匹配.实验结果表明:提出的拼接算法,生成图像的数据量相对较少、速度较快,误差不会累积传递,消除了错位偏差,并解决了因光照不均而造成拼接缝隙的问题,大大提高了拼接的精度和速度,为AOI系统后续准确识别PCB板缺陷打下了良好的基础.     

基于ROI模板的印刷品图像配准方法

针对印刷品质量检测中图像配准问题,提出了一种基于ROI(region of interest)模板的印刷图像配准算法.该方法以Canny算子获取的图像梯度向量为基础,定义相似性度量,同时结合阈值终止条件和矩阵搜索策略提高算法效率,并利用最小二乘法调整配准参数,最终实现彩色印刷图像高效配准.试验结果表明,相对于传统的图像配准算法,该方法配准精度高、速度快,而且鲁棒性强,能够为印刷品质量检测提供一种高效的图像配准算法.     

基于特征点提取的轴承瑕疵工业在线检测

基于ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)图像特征点的配准方法实现差异性的比较,提取模板图像和待检测图像特征点,对特征点描述的集合进行匹配,通过RANSAC算法消除错误的匹配点,根据匹配对计算最优旋转角度,计算变换矩阵,通过仿射变换实现模板图像与检测图像的配准。在轴承图像上经过不同特征点提取算法,分析运行时间和图像配准的情况。结果表明,基于ORB提取特征点进行轴承瑕疵检测的方法,检测精度达96%,运行效率为67 ms。     

基于改进型随机抽样一致法的图像配准算法

为了提高相似变换图像配准的速度和精度,提出了1种基于改进型随机抽样一致法的图像配准算法.在利用Harris角点检测提取待配准图像的特征点以及利用归一化互相关粗匹配后,采用改进的随机抽样一致法进行快速精准的变换模型估计.算法采用图像相似变换的简化配准模型,利用相似特征3角形进行快速模型预检验,并使用最大欧氏距离法提高计算数据的可靠性.实验结果表明,该算法在具有较高计算精度和鲁棒性的情况下,大幅减少了运算量,提高了变换模型的计算速度.     

采用局部差分模型描述的彩色图像配准技术

针对光照方向、强度、色彩或摄像头参数等因素的变化导致待配准彩色图像对间存在复杂的色彩变化,从而严重影响彩色图像配准效果的问题,提出了一种对彩色变化不敏感的彩色图像配准方法.该方法首先根据彩色图像间的von Kries彩色变换模型,建立图像的彩色不变量空间,在此空间利用尺度不变量特征转换(SIFT)算法完成特征点的检测;为加快运算速度,采用2阶局部差分模型(LDP)方法对特征点进行描述,并完成彩色图像特征间的初匹配;再进一步利用RANSAC算法消除误匹配特征点对,得到最终的匹配特征点对.实验结果表明,该彩色图像配准方法与其他算法相比,可以快速、准确地获得彩色图像间的映射关系,因此更加适合存在色彩变化的彩色图像的配准.     

基于HALCON的无标记印刷品图像质量检测

提出一种新的无标记印刷图像质量检测方案,采用HALCON编程实现,主要包括配准区域选取、图像配准和缺陷检测等关键步骤.首先根据印刷品图像的区域特征自动选择配准区域,然后使用基于形状的图形配准算法实现快速的图像配准,最后利用改进的差影匹配算法完成缺陷检测.实验结果证明,该方法能从无标记印刷品图像中自动选取配准区域,并且快速、精确地完成配准,有效地检测出缺陷.     

基于不变量理论的遥感图像特征匹配技术

针对现有基于特征的图像配准方法,结合不变量理论,提出了一种基于不变量理论的SIFT配准方法。该方法首先使用SIFT算法提取特征点,SIFT是对尺度缩放保持稳定的不变量。建立特征向量,根据特征向量的相似性进行匹配以获得候选匹配点。马氏距离具有仿射变换不变性,本文采用马氏距离函数作为特征的相似性度量。利用RANSAC算法在得到的新特征点对中消除错配。最后得到正确的匹配点对,对图像进行配准。实验表明：该方法可以得到更多正确的匹配点对,结果证明该方法的有效性。     

基于SIFT和三角网格的VHR建筑物检测技术

传统尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform,SIFT)算法的误配准问题导致基于该算法的建筑物检测率较低,因此提出一种改进的高分辨率(very high resolution,VHR)遥感卫星图像中建筑物的检测方法。首先通过改进传统的SIFT配准方法,使其能够更加准确地描述VHR遥感卫星图像中的建筑物信息,之后通过欧氏距离获得2幅图像的初始匹配点集,然后将配准后的一幅图像中所得到的配准点作为Delaunay三角剖分的初始点集,根据Delaunay三角剖分特性,剔除SIFT算法中误匹配的特征点,得到最终的结果。实验结果表明,研究所提出的算法可以有效地检测出一幅VHR遥感卫星图像中的建筑物信息,在时间效率、配准精度、建筑物的检测普遍性上,都能得到很好的预期效果。     

特征点提取算法性能分析研究

在图像匹配中,使用特征点来描述图像,计算量小、匹配简单,而且特征点往往比较稳定,不易随光照条件和图像的平移、旋转和尺度等变化而变化。因此基于特征的图像配准方法是目前图像配准领域研究的热点。介绍了几种主流的特征点检测算法的原理,并对特征点检测算法性能进行了定量分析研究。从特征点检测速率、正确率、旋转不变性和抗噪性等方面进行了对比,研究了各种特征提取算法的优缺点。为根据不同图像质量选择合理的特征提取算法提供了良好的客观依据。     

一种基于显著性区域分割的SAR图像配准算法

针对传统SIFT算法的配准精度和配准效率易受斑点噪声和图像灰度差异影响的问题,提出一种基于显著性区域分割的SAR图像配准算法.首先基于改进的马尔可夫(MRF)算法对SAR图像进行分割,结合区域特征和边缘特征筛选出稳定的显著性区域;然后在显著性区域的边缘附近进行SIFT特征点的提取;最后通过SIFT特征点的匹配实现图像配准.实验结果表明,该方法在保证较高的配准精度的同时,提升了算法效率.     

基于超边图匹配的视网膜眼底图像配准算法

视网膜眼底图像配准是临床眼科疾病诊断和治疗中的一个关键环节。针对眼底图像配准过程中大范围视场变化和过分割结构噪声等问题,该文提出了一种改进的基于图的视网膜图像血管匹配方法。将血管交叉点表示成图的顶点,把特征点间沿血管路径的相邻关系表示成边,进而在视网膜血管结构图中构造路径超边来刻画更高阶多元特征关系。在此基础上,实现了一种全自动的视网膜眼底图像配准算法。包括:第一步,通过多尺度Gabor滤波算法来检测和提取视网膜血管网络;第二步,利用一种高效的谱松弛匹配算法来求解两个路径超边图的顶点匹配对应关系。最后,通过特征匹配召回率统计和配准的血管中线距离误差两方面的实验,证明该文提出算法是有效和准确的。     

基于ASIFT的医学图像配准算法

对ASIFT算法的原理进行了分析,针对医学图像配准鲁棒性强、准确性高和低耗时率的要求,设计出基于ASIFT的医学图像配准算法。该算法首先通过ASIFT算法提取图像特征点,接着用欧式距离筛选出匹配的特征点,最后实现参考图像与浮动图像之间的配准。该算法较好地解决了其他同类型算法中存在的提取的特征点数量少、特征点匹配的精确度不高、不能对扭曲变形的仿射图像配准等问题。实验结果表明,该算法不仅提高了配准的精确度和准确性,也提高了配准的稳定性和可靠性。     

一种改进的SIFT图像配准算法

针对SIFT算法实时性差的缺点,提出一种改进的SIFT图像配准算法,该方法:(1)运用积分图像解决了构建尺度空间时间花费大的问题;(2)利用圆的特性对每一个特征向量进行序列化,以保证物体旋转不变性,同时将每一个描述子由原来128维降低到32维,解决了原SIFT算法维度较多所造成的算法效率低下的问题;(3)采用欧氏距离作为特征描述符之间的相似性度量并去除不具有配准意义的特征点对,提高匹配算法的鲁棒性.实验结果证明,该方法能在保证配准精度的同时降低配准的时间复杂度,在实时性要求高的应用中具有一定实用前景.     

一种基于子图特征的快速图像配准算法

针对大面积图像配准鲁棒性和实时性差的问题,提出一种基于子图特征的快速图像配准算法. 提取对比度强、 结构清晰的子图,依次采用改进的Harris检测算法提取角点,4阶梯度向量对角点进行描述,欧氏距离进行特征向量相似性度量,并利用最小二乘法进行变换参数估计,采用双线性插值法重建待配准图像. 实验结果表明,子图法不但比大图法的配准精度高,配准速度快,而且这种思想可以推广到FMT和MI配准法等其他配准算法.