中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)(文件)
【正文】 。 以紋理特性為主導(dǎo)的圖像，常稱為紋理圖像，如木材紋理、皮膚紋理、織物紋理等。 基本單元的重復(fù)性216。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)31 *直方圖匹配中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)32 *Hu不變矩 n 1962年 Hute提出 Hu不變矩，它對于匹配影像之間的平移、旋轉(zhuǎn)和大小尺度變化具有自適應(yīng)性 ，但它只適用于相似變換，不適于仿射變換。 中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)35 *點(diǎn)模式匹配n Pengyu Hong等用圖論的方法，把兩點(diǎn)集看作兩個無向圖，然后提取它們的同構(gòu)子圖，但其算法復(fù)雜，只能用于匹配簡單圖片（如商標(biāo)），對于復(fù)雜圖片計算量過大。n 舒麗霞等用 Hausdorff 距離對兩特征點(diǎn)集進(jìn)行匹配 , 得到點(diǎn)集間的仿射變換關(guān)系。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)38 *不規(guī)則三角網(wǎng)n 不規(guī)則三角網(wǎng)（triangulated irregular work， TIN) 在地形圖的制作中被廣泛使用。 TIN用于圖像配準(zhǔn)時，同樣具有這一優(yōu)點(diǎn)。即對于同樣的點(diǎn)集，所構(gòu)三角網(wǎng)應(yīng)該只有一種；n 力求最佳的三角形幾何形狀，每個三角形盡量接近等邊形狀；n 保證最鄰近的點(diǎn)構(gòu)成三角形，即三角形的邊長之和最小。這種幾何校正方法叫做 小面元微分校正法。把 W看作小面元，則有仿射變換： 中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)44 *n 其中 是仿射變換參數(shù)。n 同名點(diǎn)坐標(biāo)是小數(shù)，必須經(jīng)過插值計算，得到配準(zhǔn)點(diǎn) DN值。要使用這些數(shù)據(jù) ,通常要先設(shè)法把每點(diǎn)的經(jīng)緯度信息經(jīng)過投影計算，轉(zhuǎn)換到用戶所需的坐標(biāo)系統(tǒng)中。所以現(xiàn)有的幾何校正算法都用 “以點(diǎn)代面 ”的思想，采用多項式或三角網(wǎng)的方法。 n 控制點(diǎn)投影變換。n 然后用小面元校正算法逐個三角形進(jìn)行幾何校正，從而完成對整幅影像的校正。n 在校正后的影像中隨機(jī)選取 2030個控制點(diǎn)，通過用更高分辨率的 ETM+圖像 ()進(jìn)行比對，其誤差都控制在 像素以內(nèi)。作者在 PC機(jī)（ Pentium CPU,1G 內(nèi)存）上處理 2個 250m波段數(shù)據(jù)（只處理湖北省境內(nèi)） ,只需 。 中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)53 *n 因為控制點(diǎn)是按固定的行列間隔選取的，所以控制點(diǎn)構(gòu)成規(guī)則的網(wǎng)格。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)52 *控制點(diǎn)選取n 在輸入影像及其對應(yīng)的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)中 ,按固定的行列間隔選取控制點(diǎn) ,并用數(shù)組記錄下所有控制點(diǎn)的像素坐標(biāo)（行和列）和大地坐標(biāo) (B,L)。n 用 IDL (Interactive Data Language)語言開發(fā)了一個基于三角網(wǎng)的小面元幾何校正程序 ,它具備批處理功能 ,處理過程中不需人工干預(yù) ,而且用戶可以自定義處理范圍和波段，使MODIS數(shù)據(jù)預(yù)處理變得非常方便。 中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)47 *試驗n 主圖像為 2023年 7月 9日武漢市 ETM+圖像的第 4波段 (近紅外波段，分辨率 ，大小 50004000)，輔圖像為 1978年 10月16日的 MSS5(紅光波段，分辨率 57m，大小 35503880)，兩幅圖像的色調(diào)反差很大（如圖）。n 先根據(jù)主影像大小生成一幅和主影像坐標(biāo)一致的配準(zhǔn)影像，因為還沒有輸入任何值，所以是空白影像。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)43 *小面元微分校正法步驟n 下面以影像中任一三角形 W 為例說明影像幾何校正的原理。n 可以看作三角網(wǎng)把從影像微分成很多微小的面元，每個三角形就是一個很小的面元，在這個面元內(nèi)，可以只考慮影像的一次形變。 Delaunay三角網(wǎng)為相互鄰接且互不重疊的三角形的集合，每一三角形的外接圓內(nèi)不包含其它的點(diǎn)。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)39 *不規(guī)則三角網(wǎng)n TIN的優(yōu)點(diǎn)：能真實反映地形變化，相比 grid，數(shù)據(jù)量很小。中南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所 圖像配準(zhǔn)37 *n 桑農(nóng)等以四元組代替點(diǎn)對進(jìn)行點(diǎn)特征松弛匹配算法，提出
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