[发明专利]无形变图像配准合成方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无形变图像配准合成方法和装置，属于数字图像处理领域。

背景技术

生物医学图像信息融合是当代信息科学、计算机与生物医学影像科学相交 叉的一个研究课题，它是生物医学图像处理学科的一个新的研究热点。如何尽可 能提高匹配质量、特别在精度和可靠性满足的前提下进一步提高影像匹配速度 和提高图像配准合成质量一直是计算机视觉、模式识别等领域研究的课题。

在生物与医学科学研究、生产、生活和医疗诊断应用中，一些生物组织和 病理检验样本需要在显微镜下不同部位、不同角度和不同放大倍数下观察和拍 照，得到的基本上是一系列刚性无形变的图像，然后放在一起对比观察和研究， 或通过相应的配准合成处理再供科研人员或医务人员分析。经文献检索，现有 的图像配准技术基本上都是基于以下原理：首先在目标图像上选取以某一目标 点为中心的图像子块(模板)，然后让模板在浮动图像上有秩序地移动，每移到 一个位置，把模板与浮动图像中的对应部分进行相关比较，直到找到配准位置 为止，可分为基于区域的配准和基于特征的配准两种。其中基于区域配准又包 括以下几种：1.1)逐一比较法：即在浮动图像确定若干基点，逐一以某一基点 截取一个与模板大小一样的分块图像进行配准，然后选择和得到最相似的图像 的基准点即最佳配准点，但是该算法很难选择待配准图像分块，易发生伪匹配 和对图像旋转变换不能很好处理等缺点；1.2)分层比较法：即在逐一比较法的 思想上引入了塔形处理的思想提出的一种方法，但是该算法存在精度不高和对 图像的旋转变形仍然不能很好的处理等缺点；现有配准技术存在计算量大、耗 时长、实现复杂和不能处理有旋转、放大或缩小变化的图像配准等缺点，且由 于现有图像配准技术要求在配准前要进行滤波去噪处理，这会在去噪的过程中 去除一些重要的信息而不适合一些特殊应用需求(如病理诊断)；另外，现有技 术中未见图像配准与合成相继进行的记载。

发明内容

本发明所解决的技术问题提供一种计算量小、耗时短和适于实际应用的无 形变图像配准合成方法和装置，进一步还能对图像配准合成质量自动进行评估， 提升配准合成的准确性。

为解决以上问题，本发明提供一种无形变图像配准合成方法，包括：

步骤A：在目标图像上寻找两个坐标点形成目标图像向量，在浮动图像上 对应寻找两个坐标点形成浮动图像向量，目标图像向量和浮动图像向量形成一 个向量对；

优选地，向量对形成方法为：

首先，在目标图像上选取一个点，作为目标图像向量起始点，在浮动图像 上寻找与目标图像向量起始点特征最相近的位置点作为浮动图像向量起始点；

然后，在目标图像上选取另一个点，作为目标图像向量终止点，在浮动图 像上寻找与目标图像向量终止点特征最相近的位置点作为浮动图像向量终止 点；

最后，目标图像向量起始点与目标图像向量终止点形成目标图像向量，浮 动图像向量起始点与浮动图像向量终止点形成浮动图像向量，目标图像向量和 浮动图像向量形成一个向量对；

进一步地，在选择目标图像向量终止点时，选取距离目标图像向量起始点 最远且在浮动图像上能够找到与该点最相近特征的位置点；

步骤B：分别计算向量对目标图像向量与浮动图像向量的向量方向角和向量 长度，向量对夹角和向量长度比值；

步骤C：以浮动图像向量起始点为中心，对浮动图像作向量对夹角大小的旋 转变换，作向量长度比值大小的缩放变换，完成图像的配准；

步骤D：以目标图像向量起始点坐标为中心，扩展修改目标图像的高和宽， 形成新目标图像，然后将不在目标图像的点却在浮动图像的点加到新目标图像 中，将同时不在目标图像和浮动图像的点却在新目标图像中的点的灰度值置为 特殊值，完成图像的合成。

为解决以上问题，本发明还提供一种无形变图像配准合成装置，包括图像 数据采集设备、数据传输控制器、图像数据分析处理设备、图像数据显示设备、 键盘与触屏操作设备和图像数据配准合成数据输出设备；

所述图像数据接收键盘与触屏操作设备和图像数据采集设备传来的图像信 息，对图像进行配准合成，并将结果输出给配准合成图像数据输出设备，主要 由数据存储模块、参数计算模块以及图像配准合成模块组成；