图像配准方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,具体涉及一种图像配准方法及装置。
背景技术
现有的图像处理技术中,在将图像进行合成等操作时,需要进行图像配准再进行融合。图像配准是将两幅或多幅图像进行匹配的过程,通过图像配准可以获取到两幅图像之间的坐标关系。图像配准是进行图像处理时重要的一个环节,若图像配准的速度较慢或不准确将会导致图像配准之后的图像融合等操作无法有效的进行。因此有必要提高图像配准的速度和图像配准的准确度。
发明内容
鉴于此,有必要提供一种图像配准方法及装置,可提高图像配准的速度和准确度。
本申请的第一方面提供一种图像配准方法,所述方法包括:
获取参考图像A与待配准图像B;
将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,所述将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果包括:
缩小所述待配准图像B和所述参考图像A;
将缩小后的所述待配准图像B在缩小后的所述参考图像A上平移,获取在移动过程中缩小后的所述待配准图像B的像素值与缩小后的所述参考图像A的像素值相差最小时,缩小后的所述待配准图像B相对于缩小后的所述参考图像A的位置为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,所述将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果包括:
获取将所述参考图像A按照比例缩小后的图像A0,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后的图像B0;
将图像B0在图像A0上平移,在移动过程中计算图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和X0,获取X0满足预设条件时所述图像B0相对于所述图像A0的相对偏移量N0;
在所述相对偏移量N0的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,所述将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果包括:
获取将所述参考图像A按照比例缩小后得到的m张图像Ai,i=1,2,…,m,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后得到的m张图像Bi,其中m为正整数且m大于等于1;
将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni;
在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,i值越小时所标识的图像越小,所述方法还包括:
若当前Ai不为m张图像中最大的图像,令i=i+1,在所述相对偏移量Ni的范围内,执行所述将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni的步骤;
若当前Ai为m张图像中最大的图像,执行所述在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果的步骤。
另一种可能的实现方式中,所述获取将所述参考图像A按照比例缩小后得到的m张缩小的图像Ai,i=1,2,…,m,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后得到的m张缩小的图像Bi包括:
截取所述参考图像A的第一预设区域,获取将所述第一预设区域按照比例缩小后得到的m张缩小的图像Ai,i=1,2,…,m;
截取所述待配准图像B的第二预设区域,获取将所述第二预设区域按照比例缩小后得到的m张缩小的图像Bi。
另一种可能的实现方式中,所述第一预设区域大于等于所述第二预设区域。
本申请的第二方面提供一种图像配准装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取参考图像A与待配准图像B;
配准模块,用于将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,所述配准模块具体用于:
缩小所述待配准图像B和所述参考图像A;
将缩小后的所述待配准图像B在缩小后的所述参考图像A上平移,获取在移动过程中缩小后的所述待配准图像B的像素值与缩小后的所述参考图像A的像素值相差最小时,缩小后的所述待配准图像B相对于缩小后的所述参考图像A的位置为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,所述配准模块包括:
第一获取单元,用于获取将所述参考图像A按照比例缩小后的图像A0,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后的图像B0;
第一平移单元,用于将图像B0在图像A0上平移,在移动过程中计算图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和X0,获取X0满足预设条件时所述图像B0相对于所述图像A0的相对偏移量N0;
第一配准单元,用于在所述相对偏移量N0的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。另一种可能的实现方式中,所述配准模块包括:
第二获取单元,用于获取将所述参考图像A按照比例缩小后得到的m张图像Ai,i=1,2,…,m,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后得到的m张图像Bi,其中m为正整数且m大于等于1;
第二平移单元,用于将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni;
第二配准单元,用于在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,i值越小时所标识的图像越小,所述配准模块还包括:
触发单元,用于若当前Ai不为m张图像中最大的图像,令i=i+1,在所述相对偏移量Ni的范围内,触发所述第二平移单元将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni;
所述触发单元还用于,若当前Ai为m张图像中最大的图像,触发所述第二配准单元在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
另一种可能的实现方式中,所第二获取单元具体用于:
截取所述参考图像A的第一预设区域,获取将所述第一预设区域按照比例缩小后得到的m张缩小的图像Ai,i=1,2,…,m;
截取所述待配准图像B的第二预设区域,获取将所述第二预设区域按照比例缩小后得到的m张缩小的图像Bi。
另一种可能的实现方式中,所述第一预设区域大于等于所述第二预设区域。
本发明获取参考图像A与待配准图像B;将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。由于仅通过像素的匹配就确定了待配准图像B相对于参考图像A的位置,完成了图像配准,缩短了图像配准的步骤,提高了图像配准速度,并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种图像配准方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的一种图像配准方法的流程图;
图3是本发明实施例提供的一种图像配准方法的流程图;
图4是本发明提供的图像配准装置的结构图;
图5是本发明提供的图像配准装置的结构图;
图6是本发明提供的图像配准装置的结构图;
图7本发明实现图像配准方法的较佳实施例的电子设备的结构示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
实施例
图1为本发明实施例提供的图像配准方法的示意流程图。如图1所示,图像配准方法可包括以下步骤:
S101:获取参考图像A与待配准图像B。
本发明提出的图像配准方法可应用电子设备中,所述电子设备可以为手机、平板、台式电脑等终端。
在进行图像配准时需要将两图像中的其中一图像与另一图像进行对齐。上述参考图像A是被对齐的图像,上述待配准图像B是需要进行对齐的图像。即在进行配准时,将待配准图像B与参考图像A进行对齐。
S102:将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。
上述待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值的相差关系可以通过以下方法进行:将待配准图像B与参考图像A的各个对应位置的像素值相减求得绝对值之后相加。
两个像素点的差值的绝对值可以反映两像素点的差异情况。例如,若两个像素点的差值为零,则说明这两个像素点没有差别,若两个像素点的差值的绝对值较大,则说明这两个像素点的差别较大,若两个像素点的差值的绝对值较小,则说明这两个像素点的差别较小,为颜色接近的像素点。因此,将两幅图各个像素点的差值的绝对值求和可以反映两幅图整体的像素差异情况,进而体现两幅图在某一位置的图像匹配度。
获取在移动过程中待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值的差异情况,具体是在移动到预设位置或者是每个位置时都进行两图像的像素匹配,从而得到在预设位置或者是每个位置待配准图像B与参考图像A的像素差异情况和图像匹配度,从而得到两图像匹配度最高时待配准图像B与参考图像A的相对位置。
同时,也可以将待配准图像B与参考图像A的各个对应位置的像素值相减,若某一位置像素相减的绝对值差值大于预设阈值则记为1,若某一位置像素相减的绝对值差值小于预设阈值则记为0,然后对每个位置像素相减之后的结果求和,从而反应待配准图像B与参考图像A的像素差异情况和在每个位置的图像匹配度。
待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值相差最小时的位置是待配准图像B与参考图像A最为匹配时的位置。则此时待配准图像B相对于参考图像A的位置为图像配准的结果。进一步地,在进行将待配准与参考图像配准时,可以将待配准图像B与参考图像A进行缩小以后按照以上步骤进行配准,具体方法如下:
缩小所述待配准图像B和所述参考图像A;将缩小后的所述待配准图像B在缩小后的所述参考图像A上平移,获取在移动过程中缩小后的所述待配准图像B的像素值与缩小后的所述参考图像A的像素值相差最小时,缩小后的所述待配准图像B相对于缩小后的所述参考图像A的位置为图像配准结果。
在进行图像缩小时,可以按照相同比例缩小待配准图像B和参考图像A。
通过将待配准图像B与参考图像A进行缩小,然后将缩小后的待配准图像B与参考图像A进行像素的比较,获取像素值相差最小时,缩小后的待配准图像B与参考图像A的位置关系的方法可实现将待配准图像B与参考图像A进行配准的目的,并且由于将图像进行缩小以后进行像素比较,减少了运算量,提高了配准的速度。
本发明实施例通过获取参考图像A与待配准图像B;将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。由于仅通过像素的匹配就确定了待配准图像B相对于参考图像A的位置,完成了图像配准,缩短了图像配准的步骤,提高了图像配准速度,并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。
实施例
图2为本发明实施例提供的图像配准方法的示意流程图。如图2所示,图像配准方法可包括以下步骤:
S201:获取参考图像A与待配准图像B。
本实施例中步骤S201与前述实施例中步骤S101一致,具体请参阅前述实施例中步骤S101的相关描述,此处不赘述。
S202:获取将所述参考图像A按照比例缩小后的图像A0,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后的图像B0。
在进行图像缩小时,参考图像A和待配准图像B按照相同的比例缩小。
S203:将图像B0在图像A0上平移,在移动过程中计算图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和X0,获取X0满足预设条件时所述图像B0相对于所述图像A0的相对偏移量N0。
在移动过程中计算图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和具体是,在移动过程中的每个位置或者移动到预设位置时将图像B0中与图像中A0各个对应的像素值相减,并对各个相减的绝对值求和。
上述X0满足预设条件可以是X0小于预设阈值,或者是X0等于预设阈值等。
若在至少两个位置进行计算时,图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和X0都小于预设阈值,也可获取任一令X0小于预设阈值时图像B0的位置与图像A0的位置为图像配准结果,则此时根据图像B0的位置与图像A0的位置得到图像B0相对于所述图像A0的相对偏移量N0。
S204:在所述相对偏移量N0的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
在获取到相对偏移量N0后,在相对偏移量N0的范围内将待配准图像B在参考图像A上平移,计算待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,并获取X为最小值时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。具体的偏移量可以包括待配准图像B相对于参考图像A在x轴方向的偏移量和在y轴方向的偏移量。
通过步骤S203和步骤S204进行了两次平移。第一次在缩小的图像B0与图像A0中进行平移,再根据得到的相对偏移量N0在待配准图像B和参考图像A上平移,求得待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。由小到大进行迭代平移,使得将待配准图像B在参考图像A上进行移动时,无需在每个位置都进行平移,通过获取到的相对偏移量N0可以确定待配准图像B与参考图像A的大致相对位置,即图像B相对于图像A的相对位置的范围。再在大致相对位置内进行平移获取待配准图像B与参考图像A的准确相对位置。可以进一步提高图像配准的速度,准确定位待配准图像B与参考图像A的位置关系。
本发明实施例通过将参考图像A与待配准图像B进行缩小,再然后通过将缩小的图像B0在图像A0上进行平移获取两图像像素相减的绝对值最相近时的相对位置关系Ni,再根据Ni获取待配准图像B和参考图像A最相近时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量,完成图像配准。将图像从小到大迭代匹配提高了匹配时的速度和准确度。并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。实施例
图3为本发明实施例提供的图像配准方法的示意流程图。如图3所示,图像配准方法可包括以下步骤:
S301:获取参考图像A与待配准图像B。
本实施例中步骤S301与前述实施例中步骤S101一致,具体请参阅前述实施例中步骤S101的相关描述,此处不赘述。
S302:获取将所述参考图像A按照比例缩小后得到的m张图像Ai,i=1,2,…,m,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后得到的m张图像Bi,其中m为正整数且m大于等于1。
在进行图像缩小时,可以缩小一次或多次,并且将参考图像A和待配准图像B分别按照同样的比例进行缩小。即A1与B1为按照同样比例缩小的图像A2与B2为按照同样比例缩小的图像,Am和Bm为按照同样比例缩小的图像。
进一步地,在将参考图像A和待配准图像B按照比例缩小时,可以获取参考图像A的第一预设区域进行缩小,以及待配准图像B的第二预设区域进行缩小。上述第一预设区域与第二预设区域可以选取同样范围或者是有交集的范围。
具体的,上述第一预设区域可以为参考图像A的感兴趣区域,上述第二预设区域可以为待配准图像的感兴趣区域。感兴趣区域又称为ROI(region of interest),感兴趣区域是对图像进行分析的重点区域。感兴趣区域可以根据预设规则自动获取或者是根据用户的选取指令进行确定。例如,焦点对应的区域为感兴趣区域。
用参考图像A和待配准图像B的部分图像进行配准可以节省匹配时的计算量,提高匹配速度。
进一步地,所述第一预设区域大于所述第二预设区域。当第一预设区域大于第二预设区域时进行匹配可以避免图像配准时若存在大面积重复的图像配准不准确的问题。因为第一预设区域可以不仅包括重复的图像还包括不重复的区域,使得配准结果更为准确。
S303:将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni。
获取缩小后的任意一张缩小的图像并进行平移。例如,令i=1,则将图像B1在图像A1上平移。
在移动过程中计算图像Bi与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,当Xi为最小时,标识在移动到该位置时图像Bi与图像Ai的差异度最小,获取此时图像Bi相对于图像Ai的相对偏移量Ni。此时的相对偏移量Ni具体可以通过此时图像Bi与图像Ai的位置坐标获得。
S304:在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
在获取到相对偏移量Ni后,在相对偏移量Ni的范围内将待配准图像B在参考图像A上平移,计算待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,并获取X为最小值时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。具体的偏移量可以包括待配准图像B相对于参考图像A在x轴方向的偏移量和在y轴方向的偏移量。
通过步骤S303和步骤S304进行了两次平移。第一次在缩小的图像Bi与图像Ai中进行平移,再根据得到的相对偏移量Ni在待配准图像B和参考图像A上平移,求得待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。由小到大进行迭代平移,使得将待配准图像B在参考图像A上进行移动时,无需在每个位置都进行平移,通过获取到的相对偏移量Ni可以确定待配准图像B与参考图像A的大致相对位置,即图像B相对于图像A的相对位置的范围。再在大致相对位置内进行平移获取待配准图像B与参考图像A的准确相对位置。可以进一步提高图像配准的速度,准确定位待配准图像B与参考图像A的位置关系。
进一步地,在得到多张缩小图片时,i值越小标识图像越小。则在以上步骤S304之前,选取任一项缩小后的参考图像A和待配准图像B进行平移和像素计算后,还可以根据缩小后的图像由小到大进行依次匹配,然后再执行步骤S304。方法如下:
若当前Ai不为m张图像中最大的图像,令i=i+1,在所述相对偏移量Ni的范围内,执行所述将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni的步骤;
若当前Ai为m张图像中最大的图像,执行所述在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果的步骤。
若得到多张缩小的图像,i值越小标识图像越小。即A1为A图像缩小后的m张图像中最小的图像,B1为B图像缩小后的m张图像中最小的图像,Am为图像大小仅次于A的图像,Bm为图像大小仅次于B的图像。
例如,若有5张缩小的图像,先将A1与B1进行平移和像素计算获取相对偏移量N1,再将A2与B2进行平移和像素计算获取相对偏移量N2,以此类推,直至将A5与B5进行平移和像素计算获取相对偏移量N5。当A5与B5进行平移和像素计算后,A5为5张图像中最大的图像,则在相对偏移量N5的范围内将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量。
根据图像从小到大迭代可以进一步提高每层计算相对偏移量时的运算速度和准确度,从而提高图像配准的速度和准确度。
本实施例通过获取参考图像A与待配准图像B以及将参考图像A得到的m张图像和待配准图像B缩小后得到的m张图像,然后通过将缩小的图像Bi在图像Ai上进行平移获取两图像最相近时的相对位置关系Ni,再根据Ni获取待配准图像B和参考图像A最相近时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量,完成图像配准。将图像从小到大迭代匹配提高了匹配时的速度和准确度。并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。
以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述。根据不同的需求,所示流程图中方块的执行顺序可以改变,某些方块可以省略,图像配准的方法也可以在上述图像配准方法中选择性的组合使用,或者与其他上述未提及的图像配准方法组合使用。下面对本发明所提供的装置进行描述。
实施例
图4为本发明实施例提供的图像配准装置的结构图,如图4所示,图像配准装置可以包括:获取模块410和配准模块420。本发明所称的模块是指一种能够被计算机所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段。
获取模块410,用于获取参考图像A与待配准图像B。
本发明提出的图像配准装置可应用电子设备中,所述电子设备可以为手机、平板、台式电脑等终端。
在进行图像配准时需要将两图像中的其中一图像与另一图像进行对齐。上述参考图像A是被对齐的图像,上述待配准图像B是需要进行对齐的图像。即在进行配准时,将待配准图像B与参考图像A进行对齐。
配准模块420,用于将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。
上述待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值之间的相差关系可以通过以下方法进行:将待配准图像B与参考图像A的各个对应位置的像素值相减求得绝对值之后相加。
两个像素点的差值的绝对值可以反映两像素点的差异情况。例如,若两个像素点的差值为零,则说明这两个像素点没有差别,若两个像素点的差值的绝对值较大,则说明这两个像素点的差别较大,若两个像素点的差值的绝对值较小,则说明这两个像素点的差别较小,为颜色接近的像素点。因此,将两幅图各个像素点的差值的绝对值求和可以反映两幅图整体的像素差异情况,进而体现两幅图在某一位置的图像匹配度。
获取在移动过程中待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值的差异情况,具体是在移动到预设位置或者是每个位置时都进行两图像的像素匹配,从而得到在预设位置或者是每个位置待配准图像B与参考图像A的像素差异情况和图像匹配度,从而得到两图像匹配度最高时待配准图像B与参考图像A的相对位置。
同时,也可以将待配准图像B与参考图像A的各个对应位置的像素值相减,若某一位置像素相减的绝对值差值大于预设阈值则记为1,若某一位置像素相减的绝对值差值小于预设阈值则记为0,然后对每个位置像素相减之后的结果求和,从而反应待配准图像B与参考图像A的像素差异情况和在每个位置的图像匹配度。
待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值相差最小时的位置是待配准图像B与参考图像A最为匹配时的位置。则此时待配准图像B相对于参考图像A的位置为图像配准的结果。
进一步地,配准模块420进行图像配准时,可以将待配准图像B与参考图像A进行缩小后配准。
所述配准模块420具体用于:
缩小所述待配准图像B和所述参考图像A;
将缩小后的所述待配准图像B在缩小后的所述参考图像A上平移,获取在移动过程中缩小后的所述待配准图像B的像素值与缩小后的所述参考图像A的像素值相差最小时,缩小后的所述待配准图像B相对于缩小后的所述参考图像A的位置为图像配准结果。
在进行图像缩小时,可以按照相同比例缩小待配准图像B和参考图像A。
通过将待配准图像B与参考图像A进行缩小,再将缩小后的待配准图像B与参考图像A进行像素的比较,获取像素值相差最小时,缩小后的待配准图像B与参考图像A的位置关系的方法可实现将待配准图像B与参考图像A进行配准的目的,并且由于将图像进行缩小以后进行像素比较,减少了运算量,提高了配准的速度。
本发明实施例通过获取参考图像A与待配准图像B;将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。由于仅通过像素的匹配就确定了待配准图像B相对于参考图像A的位置,完成了图像配准,缩短了图像配准的步骤,提高了图像配准速度,并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。
实施例
图5为本发明实施例提供的图像配准装置的结构图,如图5所示,图像配准装置可以包括:获取模块410和配准模块420,其中,所述配准模块420包括第一获取单元421、第一平移单元422和第一配准单元423。本发明所称的模块是指一种能够被计算机所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段。
获取模块410,用于获取参考图像A与待配准图像B。
本实施例中获取模块410与前述实施例中获取模块410一致,具体请参阅前述实施例中获取模块410的相关描述,此处不赘述。
配准模块420,用于将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。
进一步地,所述配准模板420包括第一获取单元421、第一平移单元422和第一配准单元423。
第一获取单元421,用于获取将所述参考图像A按照比例缩小后的图像A0,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后的图像B0。
在进行图像缩小时,参考图像A和待配准图像B按照相同的比例缩小。
第一平移单元422,用于将图像B0在图像A0上平移,在移动过程中计算图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和X0,获取X0满足预设条件时所述图像B0相对于所述图像A0的相对偏移量N0。
在移动过程中计算图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和具体是,在移动过程中的每个位置或者移动到预设位置时将图像B0中与图像中A0各个对应的像素值相减,并对各个相减的绝对值求和。
上述X0满足预设条件可以是X0小于预设阈值,或者是X0等于预设阈值等。
若在至少两个位置进行计算时,图像B0的像素值与图像A0的像素值相减的绝对值之和X0都小于预设阈值,也可获取任一令X0小于预设阈值时图像B0的位置与图像A0的位置为图像配准结果,则此时根据图像B0的位置与图像A0的位置得到图像B0相对于所述图像A0的相对偏移量N0。
第一配准单元423,用于在所述相对偏移量N0的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
在获取到相对偏移量N0后,在相对偏移量N0的范围内将待配准图像B在参考图像A上平移,计算待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,并获取X为最小值时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。具体的偏移量可以包括待配准图像B相对于参考图像A在x轴方向的偏移量和在y轴方向的偏移量。
第一平移单元422和第一配准单元423进行了两次平移。第一次在缩小的图像B0与图像A0中进行平移,再根据得到的相对偏移量N0在待配准图像B和参考图像A上平移,求得待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。由小到大进行迭代平移,使得将待配准图像B在参考图像A上进行移动时,无需在每个位置都进行平移,通过获取到的相对偏移量N0可以确定待配准图像B与参考图像A的大致相对位置,即图像B相对于图像A的相对位置的范围。再在大致相对位置内进行平移获取待配准图像B与参考图像A的准确相对位置。可以进一步提高图像配准的速度,准确定位待配准图像B与参考图像A的位置关系。
本发明实施例通过将参考图像A与待配准图像B进行缩小,再然后通过将缩小的图像B0在图像A0上进行平移获取两图像像素相减的绝对值最相近时的相对位置关系Ni,再根据Ni获取待配准图像B和参考图像A最相近时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量,完成图像配准。将图像从小到大迭代匹配提高了匹配时的速度和准确度。并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。实施例
图6为本发明实施例提供的图像配准装置的结构图,如图6所示,图像配准装置可以包括:获取模块410和配准模块420,其中配准模块420包括第二获取单元424、第二平移单元425、第二配准单元426和触发单元427。本发明所称的模块是指一种能够被计算机所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段。
获取模块410,用于获取参考图像A与待配准图像B。
本实施例中获取模块410与前述实施例中获取模块410一致,具体请参阅前述实施例中获取模块410的相关描述,此处不赘述。
配准模块420,用于将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。
进一步地配准模块420可包括第二获取单元424、第二平移单元425、第二配准单元426和触发单元427。
第二获取单元424,用于获取将所述参考图像A按照比例缩小后得到的m张图像Ai,i=1,2,…,m,获取将所述待配准图像B按照比例缩小后得到的m张图像Bi,其中m为正整数且m大于等于1。
在进行图像缩小时,可以缩小一次或多次,并且将参考图像A和待配准图像B分别按照同样的比例进行缩小。即A1与B1为按照同样比例缩小的图像A2与B2为按照同样比例缩小的图像,Am和Bm为按照同样比例缩小的图像。
进一步地,在将参考图像A和待配准图像B按照比例缩小时,可以获取参考图像A的第一预设区域进行缩小,以及待配准图像B的第二预设区域进行缩小。上述第一预设区域与第二预设区域可以选取同样范围或者是有交集的范围。
具体的,上述第一预设区域可以为参考图像A的感兴趣区域,上述第二预设区域可以为待配准图像的感兴趣区域。感兴趣区域又称为ROI(region of interest),感兴趣区域是对图像进行分析的重点区域。感兴趣区域可以根据预设规则自动获取或者是根据用户的选取指令进行确定。例如,焦点对应的区域为感兴趣区域。
用参考图像A和待配准图像B的部分图像进行配准可以节省匹配时的计算量,提高匹配速度。
进一步地,所述第一预设区域大于所述第二预设区域。当第一预设区域大于第二预设区域时进行匹配可以避免图像配准时若存在大面积重复的图像配准不准确的问题。因为第一预设区域可以不仅包括重复的图像还包括不重复的区域,使得配准结果更为准确。
第二平移单元425,用于将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni。
第二平移单元425获取缩小后的任意一张缩小的图像并进行平移。例如,令i=1,则将图像B1在图像A1上平移。
在移动过程中计算图像Bi与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,当Xi为最小时,标识在移动到该位置时图像Bi与图像Ai的差异度最小,获取此时图像Bi相对于图像Ai的相对偏移量Ni。此时的相对偏移量Ni具体可以通过此时图像Bi与图像Ai的位置坐标获得。
第二配准单元426,用于在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
在获取到相对偏移量Ni后,在相对偏移量Ni的范围内将待配准图像B在参考图像A上平移,计算待配准图像B的像素值与参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,并获取X为最小值时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。具体的偏移量可以包括待配准图像B相对于参考图像A在x轴方向的偏移量和在y轴方向的偏移量。
通过第二平移单元425和第二配准单元426进行了两次平移。第一次在缩小的图像Bi与图像Ai中进行平移,再根据得到的相对偏移量Ni在待配准图像B和参考图像A上平移,求得待配准图像B相对于参考图像A的偏移量。由小到大进行迭代平移,使得将待配准图像B在参考图像A上进行移动时,无需在每个位置都进行平移,通过获取到的相对偏移量Ni可以确定待配准图像B与参考图像A的大致相对位置,即图像B相对于图像A的相对位置的范围。再在大致相对位置内进行平移获取待配准图像B与参考图像A的准确相对位置。可以进一步提高图像配准的速度,准确定位待配准图像B与参考图像A的位置关系。
进一步地,在得到多张缩小图片时,i值越小标识图像越小。则还可以通过触发单元427根据缩小后的图像由小到大进行依次匹配之后再通过第二配准单元426进行配准。
触发单元324,用于若当前Ai不为m张图像中最大的图像,令i=i+1,在所述相对偏移量Ni的范围内,触发所述第二平移单元将图像Bi在图像Ai上平移,在移动过程中计算图像Bi的像素值与图像Ai的像素值相减的绝对值之和Xi,获取Xi为最小值时所述图像Bi相对于所述图像Ai的相对偏移量Ni。
所述触发单元324还用于,若当前Ai为m张图像中最大的图像,触发所述第二配准单元在所述相对偏移量Ni的范围内,将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时所述待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量为图像配准结果。
若得到多张缩小的图像,i值越小标识图像越小。即A1为A图像缩小后的m张图像中最小的图像,B1为B图像缩小后的m张图像中最小的图像,Am为图像大小仅次于A的图像,Bm为图像大小仅次于B的图像。
例如,若有5张缩小的图像,先将A1与B1进行平移和像素计算获取相对偏移量N1,再将A2与B2进行平移和像素计算获取相对偏移量N2,以此类推,直至将A5与B5进行平移和像素计算获取相对偏移量N5。当A5与B5进行平移和像素计算后,A5为5张图像中最大的图像,则在相对偏移量N5的范围内将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,在移动过程中计算所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相减的绝对值之和X,获取X为最小值时待配准图像B相对于所述参考图像A的偏移量。
根据图像从小到大迭代可以进一步提高每层计算相对偏移量时的运算速度和准确度,从而提高图像配准的速度和准确度
本实施例通过获取参考图像A与待配准图像B以及将参考图像A得到的m张图像和待配准图像B缩小后得到的m张图像,然后通过将缩小的图像Bi在图像Ai上进行平移获取两图像最相近时的相对位置关系Ni,再根据Ni获取待配准图像B和参考图像A最相近时待配准图像B相对于参考图像A的偏移量,完成图像配准。将图像从小到大迭代匹配提高了匹配时的速度和准确度。并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。
实施例
请参照图7,图7是本发明实现图像配准方法的较佳实施例的电子设备的结构示意图。
所述电子设备50是一种能够按照事先设定或存储的指令,自动进行数值计算和/或信息处理的设备,其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit,ASIC)、可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor,DSP)、嵌入式设备等。
所述电子设备50可以是,但不限于任何一种可与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互的电子产品,例如,平板电脑、智能手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、智能式穿戴式设备等。
所述电子设备50所处的网络包括,但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、虚拟专用网络(Virtual Private Network,VPN)等。
所述电子设备50包括至少一个发送装置51、至少一个存储设备52、至少一个处理设备53、至少一个接收装置54、至少一个显示设备55以及至少一个通信总线。其中,所述通信总线用于实现这些组件之间的连接通信。
其中,所述接收装置54和所述发送装置51可以是有线发送端口,也可以为无线设备,例如包括天线装置,用于与其他设备进行数据通信。
所述处理设备53可以包括一个或者多个微处理器、数字处理器。
所述存储设备52用于存储图像配准装置中各个程序段的程序代码。所述存储设备52可以为智能媒体卡(smart media card)、安全数字卡(secure digital card)、快闪存储器卡(flash card)等储存设备。
优选地,本发明的图像配准方法通过所述电子设备50中存储的图像配准装置来实现。
所述图像配准装置通过获取参考图像A与待配准图像B;将所述待配准图像B在所述参考图像A上平移,获取在移动过程中所述待配准图像B的像素值与所述参考图像A的像素值相差最小时,所述待配准图像B相对于所述参考图像A的位置为图像配准结果。由于仅通过像素的匹配就确定了待配准图像B相对于参考图像A的位置,完成了图像配准,缩短了图像配准的步骤,提高了图像配准速度,并且图像的像素为确定值,不会由于其他因素的影响产生误差,保证了图像配准的准确度。
所述显示设备55可以是触摸屏等其他用于显示画面的设备。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法和装置,也可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块和单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个装置也可以由同一个装置或系统通过软件或者硬件来实现。第一,第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。