[发明专利]一种数字化X线图像的拼接方法及系统

权利要求书

1.一种数字化X线图像的拼接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

依据输入的图像序列中各图像之间部分区域的相似性确定图像的拼接方向；

对所述图像序列中相邻图像之间的重叠范围进行初始估计，确定匹配模板；

依据所述匹配模板估计所述图像序列中相邻图像之间的空间变换矩阵；

依据所述空间变换矩阵，计算所述图像序列的全局空间变换矩阵，并利用所述全局空间变换矩阵将所述图像序列中各图像的像素坐标统一到同一坐标系，完成所述图像序列的对齐；

对对齐后的所述图像序列中的各相邻图像进行图像融合，得到全景图；

其中，所述依据输入的图像序列中各图像之间部分区域的相似性确定图像的拼接方向的步骤包括以下步骤：

对输入的原始图像序列进行下采样处理，得到采样后图像序列；

选取所述采样后图像序列中各图像的底部中间的部分区域作为竖直方向的相似性匹配模板；

计算每一相似性匹配模板与所述采样后图像序列中相邻的下一图像的上半部分各像素点的归一化互相关系数，并确定每一相似性匹配模板的归一化互相关系数最大值及下一图像中的对应像素点坐标；

判断所述归一化互相关系数最大值是否均大于设定阈值，是则确定所述原始图像序列的拼接方向为竖直方向，否则将所述采样后图像序列中各图像均沿同一旋转方向旋转90度；

选取旋转后图像序列中各图像的底部中间的部分区域作为竖直方向的相似性匹配模板；

计算每一相似性匹配模板与所述旋转后图像序列中相邻的下一图像的上半部分各像素点的归一化互相关系数，并确定每一相似性匹配模板的归一化互相关系数最大值及下一图像中的对应像素点坐标；

判断归一化互相关系数最大值是否均大于设定阈值，若均大于设定阈值，则确定原始图像序列的拼接方向为水平方向。

2.如权利要求1所述的数字化X线图像的拼接方法，其特征在于，所述依据所述匹配模板估计所述图像序列中相邻图像之间的空间变换矩阵的步骤包括以下步骤：

采用Lucas-Kanade算法最大化各相似性匹配模板的归一化互相关系数；

采用由粗到精的策略，求解所述采样后图像序列中相邻图像之间的、仿射变换模型描述的第一空间变换矩阵，以及所述原始图像序列中相邻图像之间的、仿射变换模型描述的第二空间变换矩阵。

3.如权利要求2所述的数字化X线图像的拼接方法，其特征在于，所述依据所述空间变换矩阵，计算所述图像序列的全局空间变换矩阵，并利用所述全局空间变换矩阵将所述图像序列中各图像的像素坐标统一到同一坐标系，完成所述图像序列的对齐的步骤包括以下步骤：

指定所述采样后图像序列中的某一幅为固定图像，依据所述第一空间变换矩阵得到所述采样后图像序列中每一图像对应的第一全局空间变换矩阵；

指定所述原始图像序列中的某一幅为固定图像，依据所述第二空间变换矩阵得到所述原始图像序列中每一图像对应的第二全局空间变换矩阵；

由所述第一全局空间变换矩阵分别对所述采样后图像序列中的各图像进行空间变换，以将所述采样后图像序列中的各图像的像素坐标统一到同一坐标系；

由所述第二全局空间变换矩阵分别对所述原始图像序列中的各图像进行空间变换，以将所述原始图像序列中的各图像的像素坐标统一到同一坐标系，完成所述原始图像序列的对齐。

4.如权利要求3所述的数字化X线图像的拼接方法，其特征在于，所述对对齐后的所述图像序列中的各相邻图像进行图像融合，得到全景图的步骤包括以下步骤：

采用动态规划算法，确定对齐后的图像序列中相邻图像重叠区域的最优拼缝；

依据所述最优拼缝构造第一融合权重图，所述最优拼缝将所述第一融合权重图分为两部分：所述第一融合权重图中所述最优拼缝的上方区域中各像素点的像素值取值为1，所述第一融合权重图中所述最优拼缝的下方区域中各像素点的像素值取值为0，所述第一融合权重图中所述最优拼缝上的像素点的像素值取值为0.5，所述第一融合权重图中位于有效重叠区域外的像素点的像素值为0；

采用引导图像滤波器对所述第一融合权重图进行滤波处理，得到第二融合权重图；

依据所述第二融合权重图，依次将所述图像序列中相邻图像进行融合，得到全景图。