点的位置一致，匹配直线段的方向一致， 并将所述变形处理后的图像作为配准后图像。由此，有效地提高了图像配准的配准率。
[0098] 图3示出了本发明一实施例提供的图像配准装置，如图3所述，本实施例的图像配 准装置，包括：特征点匹配单元31、直线段匹配单元32、配准单元33和配准后图像获取单元 34。
[0099] 所述特征点匹配单元31，用于提取源图像与待配准图像中的特征点，并对所述特 征点进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配特征点；
[0100] 直线段匹配单元32,用于提取所述源图像与待配准图像中的直线段，并对所述直 线段进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配直线段；
[0101] 配准单元33,用于以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件对所述待配准 图像进行变形处理，以使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致及匹配 直线段的方向一致；
[0102] 配准后图像获取单元34,用于将所述变形处理后的图像作为对所述待配准图像进 行配准后的图像。
[0103] 可选地，所述特征点匹配单元31，具体用于提取所述源图像与待配准图像的SIFT 特征点，并确定所述SIFT特征点的特征描述子；根据所述SIFT特征点的特征描述子，确定 所述源图像与待配准图像的匹配特征点。
[0104] 所述直线段匹配单元32,具体用于采用LSD直线提取方式提取所述源图像与待配 准图像中的直线段；采用MSLD方式对提取出的直线段进行匹配，得到所述源图像与待配准 图像的匹配直线段。
[0105] 所述配准单元33,具体用于对所述待配准图像进行网格化处理；以所述匹配特征 点及所述匹配直线段为约束条件，建立关于网格顶点位置的能量方程；将所述能量方程按 照最小化进行求解，以获得与最小化能量方程对应的网格的顶点位置；将待配准图像网格 与所述与最小化能量方程对应的网格进行纹理映射，得到变形处理后的图像。
[0106] 可选地，所述配准单元33,还用于以所述匹配特征点、所述匹配直线段、所述待配 准图像中的直线段及局部图像为约束条件对所述待配准图像进行变形处理，以使变形处理 后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致及匹配直线段的方向一致，并且所述变形 处理后的图像和所述源图像中的直线段及局部图像的形状一致。
[0107] 本实施例的图像配准装置，可以用于执行上述图1或图2所示方法实施例的技术 方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0108] 本实施例的图像配准装置，通过获取源图像和待配准图像的匹配特征点与匹配直 线段，以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件对所述待配准图像进行变形处理， 以使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致，匹配直线段的方向一致， 并将所述变形处理后的图像作为配准后图像。由此，有效地提高了图像配准的配准率。
[0109] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所 限定的范围。
【主权项】
1. 一种图像配准方法，其特征在于，所述方法包括： 提取源图像与待配准图像中的特征点，并对所述特征点进行匹配，得到所述源图像与 待配准图像的匹配特征点； 提取所述源图像与待配准图像中的直线段，并对所述直线段进行匹配，得到所述源图 像与待配准图像的匹配直线段； 以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件对所述待配准图像进行变形处理，以 使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致及匹配直线段的方向一致； 将所述变形处理后的图像作为对所述待配准图像进行配准后的图像。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取源图像与待配准图像中的特征 点，并对所述特征点进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配特征点，具体包括： 提取所述源图像与待配准图像的SIFT特征点，并确定所述SIFT特征点的特征描述 子； 根据所述SIFT特征点的特征描述子，确定所述源图像与待配准图像的匹配特征点。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述源图像与待配准图像中的 直线段，并对所述直线段进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配直线段，具体包 括： 采用LSD直线提取方式提取所述源图像与待配准图像中的直线段； 采用MSLD方式对提取出的直线段进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配直 线段。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述以所述匹配特征点及所 述匹配直线段为约束条件对所述待配准图像进行变形处理，以使变形处理后的图像和所述 源图像的匹配特征点的位置一致及匹配直线段的方向一致，具体包括： 对所述待配准图像进行网格化处理； 以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件，建立关于网格顶点位置的能量方 程； 将所述能量方程按照最小化进行求解，以获得与最小化能量方程对应的网格的顶点位 置； 将待配准图像网格与所述与最小化能量方程对应的网格进行纹理映射，得到变形处理 后的图像。5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述以所述匹配特征点及所 述匹配直线段为约束条件对所述待配准图像进行变形处理，以使变形处理后的图像和所述 源图像的匹配特征点的位置一致及匹配直线段的方向一致，进一步包括： 以所述匹配特征点、所述匹配直线段、所述待配准图像中的直线段及局部图像为约束 条件对所述待配准图像进行变形处理，以使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点 的位置一致及匹配直线段的方向一致，并且所述变形处理后的图像和所述源图像中的直线 段及局部图像的形状一致。6. -种图像配准装置，其特征在于，所述装置包括： 特征点匹配单元，用于提取源图像与待配准图像中的特征点，并对所述特征点进行匹 配，得到所述源图像与待配准图像的匹配特征点； 直线段匹配单元，用于提取所述源图像与待配准图像中的直线段，并对所述直线段进 行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配直线段； 配准单元，用于以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件对所述待配准图像进 行变形处理，以使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致及匹配直线段 的方向一致； 配准后图像获取单元，用于将所述变形处理后的图像作为对所述待配准图像进行配准 后的图像。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述特征点匹配单元，具体用于提取所 述源图像与待配准图像的SIFT特征点，并确定所述SIFT特征点的特征描述子；根据所述 SIFT特征点的特征描述子，确定所述源图像与待配准图像的匹配特征点。8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述直线段匹配单元，具体用于采用LSD 直线提取方式提取所述源图像与待配准图像中的直线段；采用MSLD方式对提取出的直线 段进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配直线段。9. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述配准单元，具体用于对所述待配准图 像进行网格化处理；以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件，建立关于网格顶点 位置的能量方程；将所述能量方程按照最小化进行求解，以获得与最小化能量方程对应的 网格的顶点位置；将待配准图像网格与所述与最小化能量方程对应的网格进行纹理映射， 得到变形处理后的图像。10. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述配准单元，还用于以所述匹配特征 点、所述匹配直线段、所述待配准图像中的直线段及局部图像为约束条件对所述待配准图 像进行变形处理，以使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致及匹配直 线段的方向一致，并且所述变形处理后的图像和所述源图像中的直线段及局部图像的形状 一致。
【专利摘要】本发明提供一种图像配准方法及装置，属于图像处理领域。所述方法包括：提取源图像与待配准图像中的特征点，并对所述特征点进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配特征点；提取源图像与待配准图像中的直线段，并对所述直线段进行匹配，得到所述源图像与待配准图像的匹配直线段；以所述匹配特征点及所述匹配直线段为约束条件对所述待配准图像进行变形处理，以使变形处理后的图像和所述源图像的匹配特征点的位置一致，匹配直线段的方向一致，并将所述变形处理后的图像作为配准后图像。上述方法有效提高了图像配准的配准率。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105184781
【申请号】CN201510532152
【发明人】胡事民, 朱哲
【申请人】清华大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月26日