图像处理方法、装置、电子设备及存储介质与流程

[0001]
本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

[0002]
图像金字塔是图像多尺度表达的一种，是一种以多分辨率来分析图像的有效且概念简单的数据结构，该方法可以应用在图像配准领域中，在图像配准算法中，金字塔层数是核心指标，其大小直接影响算法的精度和加速效果。多分一层可能造成匹配结果的误差，少分一层又可能会使匹配速度降低几倍。
[0003]
在现有技术中，对金字塔层数的指定大多依据经验人工选择。opencv中金字塔分层采用的是手动录入的方式。一些学者提出了依据不同尺度图像间特征点损失量来确定金字塔层数的方法。然而，这种方法仍然需要依靠大量实验获得特征点损失量的阈值作为分层条件，其本质上还无法实现真正的自适应。工业上得到广泛应用的图像处理软件，halcon中金字塔分层有auto模式，可自动调整金字塔的层数，但商业软件并不开源，无法获得内部算法原理。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供一种图像处理方法、装置、电子设备及存储介质，以实现对图像的自适应分层，适用于各类图像，从而提高图像配准的速度与精度，同时，代替手动选取金字塔层数，简化操作。
[0005]
第一方面，本发明实施例提供了一种图像处理方法，包括：
[0006]
获取待处理图像，对所述待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；
[0007]
当所述降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于所述像素编码确定所述当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；
[0008]
当所述当前降采样图像以及所述图像距离满足第二分层条件时，对所述当前降采样图像进行迭代降采样处理；
[0009]
基于所述待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0010]
第二方面，本发明实施例还提供了一种图像处理装置，该装置包括：
[0011]
待处理图像降采样模块，用于获取待处理图像，对所述待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；
[0012]
图像距离计算模块，用于当所述降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于所述像素编码确定所述当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；
[0013]
当前图像降采样模块，用于当所述当前降采样图像以及所述图像距离满足第二分
层条件时，对所述当前降采样图像进行迭代降采样处理；
[0014]
图像集合形成模块，用于基于所述待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0015]
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0016]
一个或多个处理器；
[0017]
存储装置，用于存储一个或多个程序，
[0018]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例提供的图像处理方法。
[0019]
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例提供的图像处理方法。
[0020]
上述发明中的实施例具有如下优点或有益效果：
[0021]
通过获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；当所述降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；在当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件时，对当前降采样图像进行迭代降采样处理；基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合，实现了对图像的自适应分层，适用于各类图像且不受图像特征的限制，以使自适应分层的金字塔结构可适用于图像配准等领域，提高了图像配准的速度与精度，同时，代替手动选取金字塔层数，简化操作。
附图说明
[0022]
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
[0023]
图1为本发明实施例一所提供的一种图像处理方法的流程示意图；
[0024]
图2为本发明实施例一所提供的一种模板图像的图像集合；
[0025]
图3为本发明实施例一所提供的一种待搜索图像的图像集合；
[0026]
图4为本发明实施例二所提供的一种图像处理方法的流程示意图；
[0027]
图5为本发明实施例二所提供的一种目标配准区域显示图；
[0028]
图6为本发明实施例二所提供的一种模板图像的处理与配准的流程示意图；
[0029]
图7为本发明实施例三所提供的一种图像处理装置的结构示意图；
[0030]
图8为本发明实施例四所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0032]
实施例一
[0033]
图1为本发明实施例一提供的图像处理方法的流程示意图，本实施例可适用于需要对图像进行金字塔自适应分层，将分层后的图像集合用于图像配准或图像融合的情形，该方法可以由图像处理装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，该方法具体包括如下步骤：
[0034]
s110、获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像。
[0035]
其中，待处理图像指在图像处理过程中需要进行多分辨率分析的图像，如进行图像配准的模板图像和/或待搜索图像，通过将模板图像和待搜索图像分层至多尺度的图像结构，并在多尺度的图像结构上进行配准分析实现图像的配准，提高图像配准的速度与精度；或进行图像融合的左视点图像和/或右视点图像，通过将两图像分层至多尺度的图像结构，实现在多尺度下分别进行融合，提高图像融合的速度与精度。
[0036]
在本实施例中，降采样处理用于降低待处理图像的分辨率，降采样处理可以通过删除图像的偶数行偶数列的像素点实现，也可以通过将图像2
×
2窗口内的所有像素变为窗口内所有像素的均值实现，如待处理图像的尺寸为m
×
n，对其进行2倍降采样，即得到(m/2)
×
(n/2)尺寸的图像，降采样图像的分辨率为待处理图像的1/4。通过对待处理图像迭代进行降采样处理，可以得到一个分辨率逐渐降低的图像集合，即金字塔结构的图像集合，其中，金字塔的底层图像为待处理图像，即未进行降采样的原图像，其上层各个图像均是通过逐层对前一层图像降采样处理获取的。
[0037]
示例性的，降采样可以采用高斯金字塔下采样方法，以第1层图像(待处理图像)降采样得到第二层图像为例，具体过程如下：(1)将待处理图像作为底层l1存入金字塔数据结构中，对l1图像进行高斯滤波；(2)隔行隔列抽取l1图像的像素，得到第二层l2图像。具体的，从l1到l2的构建满足如下公式：
[0038][0039]
其中，g2(i,j)为金字塔l2图像，g1(i,j)为金字塔l1图像，i、j分别表示像素所在行、列，ω(m,n)为高斯核函数，m、n为窗口的宽和高，窗口大小为5
×
5；m、n为l1图像的行和列。可以理解的是，从第k层到第k+1层的构建也可以基于上述公式获得，k为金字塔结构的中间层。
[0040]
s120、当降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离。
[0041]
在本实施例中，第一分层条件为进行降采样处理的第一边界条件，用于对进行降采样图像的尺寸进行判断，只在满足第一边界条件时计算图像距离并进行图像距离的判断。示例性的，第一分层条件为图像尺寸大于预设尺寸。具体的，预设尺寸可以是8
×
8，若降采样图像尺寸大于8
×
8，确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，若待处理图像的图像尺寸小于8
×
8，停止降采样处理。通过对进行降采样图像的尺寸进行判断，实现仅对满足尺寸条件的图像进行图像距离的计算与降采样处理，避免对分辨率较低的图像继续降采样导致图像信息丢失严重的情况，从而提高分层的精度。
[0042]
其中，当前降采样图像基于降采样前的图像经过降采样处理获取，在金字塔结构中，当前降采样图像为降采样前的图像的上一层图像。像素编码表征图像的像素信息，图像
距离用于基于图像像素信息分析两图像的信息相关性，图像距离越大，表明当前降采样图像与降采样前的图像之间的像素差距越大，两图像之间的信息相关性越小，当前降采样图像中的有用信息较少，继续降采样的价值较小；图像距离越小，表明当前降采样图像与降采样前的图像之间的像素差距越小，两图像之间的信息相关性越大，当前降采样图像中的有用信息较多，继续降采样的价值较大。具体的，像素距离可以是汉明距离，即当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码之间对应位不同的数量，汉明距离的计算公式如下：
[0043][0044]
其中，x
k
、y
k
为当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码中的第k个编码，表示模2运算，n为当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码中的编码个数。示例性的，若当前降采样图像的像素编码为00000100，降采样前的图像的像素编码为00000111，两像素编码之间的对应位不同的数量为2，则汉明距离为2。
[0045]
可选的，确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，包括：对于当前降采样图像或降采样前的图像，分别确定图像像素均值；将当前降采样图像或降采样前的图像中的各像素点的像素值与对应的图像像素均值进行比较，根据比较结果确定各像素点的编码，得到当前降采样图像或降采样前的图像的像素编码。
[0046]
其中，像素均值为图像的所有像素点的像素平均值。具体的，当像素点的像素值大于或等于图像像素均值时，生成像素点的第一编码；当像素点的像素值小于图像像素均值时，生成像素点的第二编码；基于当前降采样图像或降采样前的图像中各像素点的位置，将各像素点的编码形成编码矩阵，得到当前降采样图像或降采样前的图像的像素编码。
[0047]
可选的，第一编码和第二编码分别是1和0，当像素点的像素值大于或等于像素均值时，像素点的编码为1，当像素点的像素值小于像素均值时，像素点的编码为0。示例性的，遍历图像的每一个像素行，其中，每一行从左到右逐点遍历图像矩阵g的每一个像素，如果第i行j列元素g(i,j)>＝a，则编码值记为1；如果第i行j列元素g(i,j)<a，则编码值记为0。若当前降采样图像或降采样前的图像中的像素点个数为n，基于各像素点的位置，将各像素点的像素点的编码逐行放入编码矩阵中，可以形成一个1
×
n的一维编码矩阵。示例性的，当前降采样图像或降采样前的图像大小为2
×
2，像素点的个数为4，形成的编码矩阵为1
×
4。通过将各像素点的编码构成一维编码矩阵，以便于比对降采样图像和降采样前的图像的一维编码矩阵之间的对应位，从而提高了降采样图像和降采样前的图像的汉明距离的计算速度。
[0048]
可选的，在确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码之前，还包括：分别将当前降采样图像与降采样前的图像进行缩放处理，得到相同尺寸的当前降采样图像与降采样前的图像；相应的，确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，包括：对相同尺寸的当前降采样图像与降采样前的图像进行编码处理，得到各图像对应的像素编码。通过将当前降采样图像与降采样前的图像进行缩放处理，统一当前降采样图像与降采样前的图像的尺寸，从而得到位数一致的像素编码，避免产生错误的图像距离。
[0049]
其中，由于汉明距离为两个相同长度的编码对应位不同的数量，因此，当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码的位数必须一致，在对图像计算区域编码之前，对图像进行缩放处理，图像的尺寸固定为统一尺寸，如8
×
8，以得到位数一致的当前降采样图像与
降采样前的图像的像素编码。
[0050]
示例性的，本实施例中计算当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离的完整过程如下：(1)图像缩放：对当前降采样图像与降采样前的图像进行缩放处理，将当前降采样图像与降采样前的图像缩放为8
×
8共64个像素点；(2)计算像素均值：根据上一步获得的8
×
8整数矩阵g，计算这个矩阵中所有元素的平均值，令该值为a；(3)获取像素编码：从左到右逐行地遍历矩阵g的每一个像素，如果第i行j列元素g(i,j)>＝a，则编码值记为1；如果第i行j列元素g(i,j)<a，则编码值记为0，由此即获得了当前降采样图像与降采样前的图像的区域编码；(4)计算汉明距离：计算当前降采样图像[x1,x2,
…
,x
k
,
…
,x
n
]与降采样前的图像[y1,y2,
…
,y
k
,
…
,y
n
]的距离d(x,y)。
[0051]
s130、当当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件时，对当前降采样图像进行迭代降采样处理。
[0052]
其中，当前降采样图像为待处理图像的第一次或多次降采样后的图像，第二分层条件用于进一步判断当前降采样图像是否继续进行降采样处理。若当前降采样图像满足第一分层条件，并且当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件，则对当前降采样图像进行降采样图像，得到当前降采样图像的降采样后图像，将降采样后图像作为当前降采样图像，重复迭代上述条件判断与降采样步骤，直至不满足第一分层条件或第二分层条件。
[0053]
可选的，任一降采样图像不满足第一分层条件和/或任一降采样图像与任一降采样图像降采样之前的图像之间的图像距离不满足第二分层条件时，停止对任一降采样图像的处理。通过基于第二分层条件对当前降采样图像进行判断，在当前降采样图像有用信息较少时停止分层，在当前降采样图像有用信息较多时继续分层，实现了基于图像信息的自适应分层，避免了由于过度分层导致的配准准确度降低，和由于分层过少导致的配准速度较慢，从而提高配准的精度与速度。
[0054]
可选的，第二分层条件包括当前降采样图像不是待处理图像的第一个降采样图像，且图像距离小于或等于预设距离。
[0055]
如表1-表3所示，为6个不同的待处理图像降采样后各个层图像之间的汉明距离，其中，第1层图像为原始未分层的待处理图像，第2-5层为待处理图像迭代降采样后的图像，相似度评价为相邻两层图像之间的相似性，表征当前层图像的所包含的有效信息量，若当前层图像与降采样之前的图像的汉明距离小于5，表示此时两图像非常相似，当前层图像仍包含大量有效信息量；若汉明距离大于10，表示两图像相似性较低，当前层图像信息损失严重。
[0056]
从表1可以看出，第一幅待处理图像的第l2层到第l4层的汉明距离小于10，从第l4层到最顶层的汉明距离均大于10，说明从第l4层之后的图像信息量损失严重，此时以l4层为顶层，满足截止条件，即从l3层及l3层的上层中首次计算出汉明距离大于10，停止分层；第二幅待处理图像的第l2层到第l4层的汉明距离大于10，第l5层的汉明距离小于10，对于此类前几层汉明距离均大于10的异常情况，以l3层为顶层，满足截止条件，即从l3层及l3层的上层中首次计算出汉明距离大于10，停止分层。从表2可以看出，第三幅待处理图像的第l2层的汉明距离大于10，第l3层到第l5层的汉明距离小于10，对于此类首次分层图像汉明距离即大于10，但后续分层的汉明距离均小于10的异常情况，以第一分层条件为截止条件；第四幅待处理图像的第l2层的汉明距离大于10，l3层的汉明距离小于10，l4层再次大于10，这时就以
l4层为顶层，满足截止条件，即从l3层及l3层的上层中首次计算出汉明距离大于10，停止分层。从表3可以看出，第五幅待处理图像从第l2层到第l5层的汉明距离均小于等于10，说明此时每层图像的信息量均满足需求，这时就以第一分层条件为截止条件；第六幅待处理图像的第l2层的汉明距离小于等于10，从第l3层到最顶层的汉明距离均大于10，说明从第l3层之后的图像信息量损失严重，这种情况就以l3层为顶层，满足截止条件，即从l3层及l3层的上层中首次计算出汉明距离大于10，停止分层。
[0057]
表1
[0058][0059][0060]
表2
[0061][0062]
表3
[0063][0064]
综上所述，无论l2层金字塔图像的汉明距离是否小于10，都选择以第l2层以后首次出现汉明距离大于10的层数为截止条件，即将除第一个降采样图像之外的汉明距离大于10的降采样图像确定为顶层图像；如果未出现汉明距离大于10的情况，则基于第一分层条件
确定最顶层图像。可以理解的是，根据上述第二分层条件，对待处理图像的除第一个降采样图像外的降采样图像的图像距离进行判断，将图像距离大于预设距离的降采样图像的对应层作为截止层，停止降采样处理，即无论待处理图像的第一次降采样图像的图像距离是何值，只判断第一次降采样图像之后的降采样图像的图像距离。在本实施例中，通过对第二次降采样后的图像距离进行判断，实现了待分层图像的自适应分层，从而使得每层图像的信息量均满足需求。
[0065]
s140、基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0066]
其中，待处理图像为未经过降采样处理的原始图像，一个待处理图像可以通过不断降采样处理，得到至少一个降采样图像。金字塔结构为分辨率逐渐降低的图像结构，底层为待处理图像，由底层图像迭代降采样逐层得到其它层图像。如图2和图3所示，分别为模板图像与待搜索图像的降采样金字塔结构的图像集合。
[0067]
本实施例得到的自适应分层的金字塔结构可以应用于图像配准，如表4所示，为自适应分层金字塔与手动分层下，图像配准的精度的对比。由图可见，金字塔自适应分层的层数为3层，此时的匹配结果准确。如果手动设置层数为3层，可得到相同的结果，如果手动设置层数为4层，则会使匹配结果出现误差，但匹配速度相对有所提升。因此，金字塔自适应分层可在确保精度的情况下达到同样的匹配效果。
[0068]
表4
[0069][0070]
表5为本实施例提出的的金字塔自适应分层方法与未使用金字塔自适应分层方法在图像配准的效果对比，由表可见，在保证相同的配准精度下，金字塔自适应分层可有效的提升匹配速度，实现速度量级的提升，本实施例对于图像配准具有很好的应用优势。
[0071]
表5
[0072][0073]
表6为“lena.jpg”金字塔图像fast特征点计算结果，由表6可见，将fast特征点法应用在金字塔图像检测时发现：(1)需人工指定阈值t，该值对特征点数量的影响较大，无法精确判定最佳值；(2)特征点数目在尺度变化时消减的很快，层与层之间波动较大，使得层与层之间难以满足论文《自适应变尺度特征点提取方法》中提到的“图像金字塔首层模糊图像信息量的25％-30％作为匹配点个数阈值时，即可保证结果可靠性又能保证匹配时间的
合理性”；(3)在图像平滑区域几乎没有特征点存在，如果输入图像中平滑区域较多则该方法会失效。因此，fast特征点法并不能很好的应用在金字塔自适应分层的任务中，而本实施例的方案可以适用于各类图像且不受图像特征的限制。
[0074]
表6
[0075][0076]
本实施例的技术方案，通过获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；当所述降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；在当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件，对当前降采样图像进行迭代降采样处理；基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合，实现了对图像的自适应分层，适用于各类图像且不受图像特征的限制，以使自适应分层的金字塔结构可适用于图像配准等领域，提高了图像配准的速度与精度，同时，代替手动选取金字塔层数，简化操作。
[0077]
实施例二
[0078]
图4为本发明实施例二提供的图像处理方法的流程示意图，本实施例在上述实施例的基础上，当待处理图像为待配准的模板图像时，增加了与模板图像与待搜索图像的配准步骤。其中与上述各实施例相同或相应的术语的解释在此不再赘述。
[0079]
参见图4，本实施例提供的图像处理方法包括：
[0080]
s410、获取模板图像，对模板图像进行降采样处理，得到降采样图像。
[0081]
其中，模板图像和待搜索图像是针对同一对象在不同条件下所获取的图像，如经过不同的采集设备、采集时间、拍摄距离或拍摄视角等条件下拍摄的多个图像，模板图像可以映射到待搜索图像上，以使模板图像与待搜索图像在空间同一位置的点一一对应，其中，模板图像指用于在待搜索图像的对应区域搜索出的局部图像。
[0082]
s420、当降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离。
[0083]
s430、当当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件时，对当前降采样图像进行迭代降采样处理。
[0084]
s440、基于模板图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0085]
s450、确定金字塔结构的图像集合中的层数，基于层数对与模板图像进行配准的待搜索图像进行分层处理，得到待搜索图像的金字塔结构的图像集合。
[0086]
其中，模板图像的金字塔结构的图像集合的层数用于指定待搜索图像的分层数，以使待搜索图像的金字塔结构与模板图像的金字塔结构的层数保持一致。
[0087]
s460、对模板图像对应的图像集合中各图像进行旋转处理，得到各金字塔分层对应的至少一个待配准图像。
[0088]
其中，待配准图像指模板图像的图像集合中各层图像进行相应旋转后的图像，根据旋转角度的不同，图像集合中每层图像均可以生成多个旋转图像。可选的，在对模板图像对应的图像集合中各图像进行旋转处理之后，对旋转后的图像进行填充处理，相应的，将填充处理后的图像作为待配准图像。
[0089]
s470、基于金字塔结构，逐层将同层数的至少一个待配准图像与待搜索图像的金字塔结构的图像集合中的对应图像进行相关性配准，得到待搜索图像中与模板图像相匹配的目标配准区域。
[0090]
具体的，获取当前层数的配准角度范围，基于配准角度范围在当前层数的待配准图像确定用于进行匹配的至少一个目标配准图像，其中，目标配准图像指与当前层数的待搜索图像进行相关性配准的图像。当前层数可以是金字塔结构中的任意层，若当前层数是金字塔结构中的顶层，则配准角度范围为全范围角度配准，即将顶层的全部旋转图像均作为目标配准图像，与目标图像集中的顶层图像一一进行配准；若当前层数不是金字塔结构的顶层，即底层或中间层，则配准角度范围由上一层获取的配准角度与预设范围所确定，具体的，配准角度范围＝上一层配准角度
±
(预设范围/2)，示例性的，若当前层为第4层，第3层获取的配准角度为90
°
，预设范围为10
°
，则第3层的配准角度范围为85
°
～95
°
，将在第4层的待配准图像中选取85
°
～95
°
区间内的图像作为目标配准图像。
[0091]
在确定出目标配准图像后，分别确定至少一个目标配准图像与待搜索图像的图像集合中的对应图像的相关系数，确定相关系数最大的目标配准图像对应的配准角度以及配准坐标，并判断当前层数是否为金字塔结构的底层，若否，迭代执行上述向下映射配准角度范围的操作，若是，则基于底层配准得到的配准坐标和配准角度确定与模板图像相匹配的目标配准区域，如图5所示，框出显示的区域为待搜索图像中的目标配准区域。
[0092]
示例性的，模板图像的处理与配准的完整步骤如下，如图6所示：(1)输入模板图像；(2)将输入的模板图像作为l1层存至金字塔结构中；(3)对l
k
(k＝1，2，......)层图像降采样，得到l
k+1
层图像；(4)判断l
k+1
层图像是否满足尺寸边界，若是则执行步骤(5)，若否则执行步骤(8)；；(5)获取l
k
层与l
k+1
层的图像编码，计算它们的汉明距离；(6)判断是否满足汉明距离边界，若是则执行步骤(7)，若否则执行步骤(8)；(7)将l
k+1
层图像存入金字塔结构中，k++，并执行步骤(3)；(8)结束降采样，记录层数k+1，即为自适应分层的层数；(9)根据k+1对待搜索图像进行降采样；(10)由粗到精，即由上到下在待搜索图像上匹配模板图像。
[0093]
本实施例的技术方案，通过将金字塔自适应分层方法应用于参与图像配准的两幅图像上，实现了由顶至下的逐层配准，从而提高了图像配准的速度与精度，并且还可适用于平滑区域占比较多的图像的配准。
[0094]
实施例三
[0095]
图7为本发明实施例三提供的一种图像处理装置的结构示意图，本实施例可适用
于需要对图像进行金字塔自适应分层，将分层后的图像集合用于图像配准或图像融合的情形，该装置具体包括：待处理图像降采样模块710、图像距离计算模块720、当前图像降采样模块730和图像集合形成模块740。
[0096]
待处理图像降采样模块710，用于获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；
[0097]
图像距离计算模块720，用于当降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；
[0098]
当前图像降采样模块730，用于当当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件，对当前降采样图像进行迭代降采样处理；
[0099]
图像集合形成模块740，用于基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0100]
在本实施例中，通过待处理图像降采样模块获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；基于图像距离计算模块，当所述降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；基于当前图像降采样模块在当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件，对当前降采样图像进行迭代降采样处理；通过图像集合形成模块基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合，实现了对图像的自适应分层，适用于各类图像且不受图像特征的限制，以使自适应分层的金字塔结构可适用于图像配准等领域，提高了图像配准的速度与精度，同时，代替手动选取金字塔层数，简化操作。
[0101]
可选的，当前图像降采样模块730还用于在任一降采样图像不满足第一分层条件和/或任一降采样图像与任一降采样图像降采样之前的图像之间的图像距离不满足第二分层条件时，停止对任一降采样图像的处理。
[0102]
可选的，第一分层条件为图像尺寸大于预设尺寸，第二分层条件包括当前降采样图像不是待处理图像的第一个降采样图像，且图像距离小于或等于预设距离。
[0103]
可选的，图像距离计算模块720包括：
[0104]
像素均值计算单元，用于对于当前降采样图像或降采样前的图像，分别确定图像像素均值；
[0105]
像素编码计算单元，用于将当前降采样图像或降采样前的图像中的各像素点的像素值与对应的图像像素均值进行比较，根据比较结果确定各像素点的编码，得到当前降采样图像或降采样前的图像的像素编码。
[0106]
可选的，像素编码计算单元具体用于当像素点的像素值大于或等于图像像素均值时，生成像素点的第一编码；当像素点的像素值小于图像像素均值时，生成像素点的第二编码；基于当前降采样图像或降采样前的图像中各像素点的位置，将各像素点的编码形成编码矩阵，得到当前降采样图像或降采样前的图像的像素编码。
[0107]
可选的，图像距离计算模块720还包括：
[0108]
缩放处理单元，用于在确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码之前，分别将当前降采样图像与降采样前的图像进行缩放处理，得到相同尺寸的当前降采样图像
与降采样前的图像；
[0109]
相应的，像素均值计算单元和像素编码计算单元还用于对相同尺寸的当前降采样图像与降采样前的图像进行编码处理，得到各图像对应的像素编码。
[0110]
可选的，在上述图像处理装置的基础上，还包括图像配准模块，图像配准模块包括：
[0111]
待搜索图像分层单元，用于在待处理图像为待配准的模板图像时，确定金字塔结构的图像集合中的层数，基于层数对与模板图像进行配准的待搜索图像进行分层处理，得到待搜索图像的金字塔结构的图像集合；
[0112]
旋转单元，用于对模板图像对应的图像集合中各图像进行旋转处理，得到各金字塔分层对应的至少一个待配准图像；
[0113]
配准单元，用于基于金字塔结构，逐层将同层数的至少一个待配准图像与待搜索图像的金字塔结构的图像集合中的对应图像进行相关性配准，得到待搜索图像中与模板图像相匹配的目标配准区域。
[0114]
本发明实施例所提供的图像处理装置可执行本发明任意实施例所提供的图像处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0115]
值得注意的是，上述系统所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。
[0116]
实施例四
[0117]
图8为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。图8示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性电子设备80的框图。图8显示的电子设备80仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0118]
如图8所示，电子设备80以通用计算设备的形式表现。电子设备80的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元801，系统存储器802，连接不同系统组件(包括系统存储器802和处理单元801)的总线803。
[0119]
总线803表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
[0120]
电子设备80典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备80访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0121]
系统存储器802可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)804和/或高速缓存存储器805。电子设备80可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统806可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图8未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图8中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线803相连。存储器802可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发
明各实施例的功能。
[0122]
具有一组(至少一个)程序模块807的程序/实用工具808，可以存储在例如存储器802中，这样的程序模块807包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块807通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0123]
电子设备80也可以与一个或多个外部设备809(例如键盘、指向设备、显示器810等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备80交互的设备通信，和/或与使得该电子设备80能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口811进行。并且，电子设备80还可以通过网络适配器812与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器812通过总线803与电子设备80的其它模块通信。应当明白，尽管图8中未示出，可以结合电子设备80使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0124]
处理单元801通过运行存储在系统存储器802中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发实施例所提供的一种图像处理方法步骤，该方法包括：
[0125]
获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；
[0126]
当降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定所述当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；
[0127]
当当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件，对当前降采样图像进行迭代降采样处理；
[0128]
基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0129]
当然，本领域技术人员可以理解，处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的图像处理方法的技术方案。
[0130]
实施例五
[0131]
本发明实施例五还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任意实施例所提供的图像处理方法步骤，该方法包括：
[0132]
获取待处理图像，对待处理图像进行降采样处理，得到降采样图像；
[0133]
当降采样图像满足第一分层条件时，分别确定当前降采样图像与降采样前的图像的像素编码，基于像素编码确定所述当前降采样图像与降采样前的图像之间的图像距离；
[0134]
当当前降采样图像以及图像距离满足第二分层条件，对当前降采样图像进行迭代降采样处理；
[0135]
基于待处理图像和降采样处理得到的至少一个降采样图像形成金字塔结构的图像集合。
[0136]
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具
有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0137]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0138]
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0139]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0140]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。