留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术

孙辉 李志强 孙丽娜 郎小龙

孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙. 一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术[J]. 中国光学, 2011, 4(2): 154-160.
引用本文: 孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙. 一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术[J]. 中国光学, 2011, 4(2): 154-160.
SUN Hui, LI Zhi-qiang, SUN Li-na, LANG Xiao-long. Sub-pixel registration of special and frequency domains for video sequences[J]. Chinese Optics, 2011, 4(2): 154-160.
Citation: SUN Hui, LI Zhi-qiang, SUN Li-na, LANG Xiao-long. Sub-pixel registration of special and frequency domains for video sequences[J]. Chinese Optics, 2011, 4(2): 154-160.

一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术

基金项目: 

国家973重点基础研究发展计划资助项目(No.2009CB72400607)

详细信息
  • 中图分类号: TP391.4

Sub-pixel registration of special and frequency domains for video sequences

  • 摘要: 针对视频图像运动检测问题,提出了一种结合空域灰度投影和频域相位相关的亚像素图像配准方法。首先,采用灰度投影算法在空域对运动图像进行粗配准,即在图像行和列方向上计算图像灰度投影特征数据,根据灰度相关函数最小化准则,估计像素级运动量;然后,在经过粗配准的两幅图像中心选取尺寸相同的区域,进行快速傅里叶变换,在频域采用扩展的相位相关算法对图像进行精确配准。该方法利用图像的功率谱信息,减少对图像内容的依赖,运用基于最小二乘的曲面拟合法,实现亚像素图像配准参数估计,具有从粗到精的特点,有效提高了图像检测精度。文中最后对样本图像进行了图像配准对比实验,结果表明,该方法可以检测0.01 pixel的运动量, 最大配准误差为0.004 8 pixel。
  • [1] 强赞霞,彭嘉雄,王洪群. 基于傅里叶变换的遥感图像配准方法[J]. 红外与激光工程 , 2004,33(4):385-387. QIANG Z X,PENG J X,WANG H Q. Remote sensing image registration algorithm based on FFT[J]. Infrared and Laser Eng.,2004,33(4):385-387.(in Chinese) [2] 王志强,程红,孙文邦,等. 基于改进Harris算法的航空影像自动配准算法[J]. 遥感信息 ,2008,(6):18-21. WANG ZH Q,CHENG H,SUN W B,et al.. Automatic registration algorithm of aerophotos based on improved harris operator[J]. Remote Sensing Information,2008,(6):18-21.(in Chinese) [3] 冯林,管慧娟、藤弘飞. 基于互信息的医学图像配准技术研究进展[J]. 生物医学工程学 ,2005,22(5):1078-1081. FENG L,GUAN H J,TENG H F. Advances in medical image registration based on mutual information[J]. J. Biomedical Eng. Res.,2005,22(5):1078-1081.(in Chinese) [4] 周永新,罗述谦. 基于形状特征点最大互信息的医学图像配准[J]. 计算机辅助设计与图形学学报 ,2002,14(7):654-658. ZHOU Y X,LUO SH Q. Medical image registration based on mutual information of feature points[J]. J. Computer-Aided Design & Computer Graphics,2002,14(7):654-658.(in Chinese) [5] 张红颖,张加万,孙济洲. 改进Demons算法的非刚性医学图像配准[J]. 光学 精密工程 ,2007,15(1):145-150. ZHANG H Y,ZHANG J W,SUN J ZH. Non-rigid medical image registration based on improved Demons algorithm[J]. Opt. Precision Eng.,2007,15(1):145-150.(in Chinese) [6] 吴元昊,于前洋. 基于傅里叶相位差的抗噪声位移估计算法[J]. 光学 精密工程 ,2007,15(7):1137-1142. WU Y H,YU Q Y. Denoising algorithm of displacement estimation based on phase difference of Fourier transform[J]. Opt. Precision Eng.,2007,15(7):1137-1142. [7] 杜登崇,蒋晓瑜,姚军. 基于相位相关的电子稳像算法研究[J]. 激光与红外 ,2009,39(1):63-66. DU D CH,JIANG X Y,YAO J. Electronic image stabilization algorithm based on phase correlation[J]. Laser & Infrared,2009,39(1):63-66.(in Chinese) [8] 李治国,安锦文,赵银铃. 基于相位相关的全局运动估计算法[J]. 计算机测量与控制 ,2008,16(4):532-534. LI ZH G,AN J W,ZHAO Y L. Global motion estimation algorithm based on phase correlation[J]. Computer Measurement & Control,2008,16(4):532-534.(in Chinese) [9] 黎俊,彭启民. 范植华.亚像素级图像配准算法研究[J]. 中国图象图形学报 ,2008,13(11):2071-2075. LI J,PENG Q M,FAN ZH H. Asurvey of sub-pixel image registration methods[J]. J. Image and Graphics,2008,13(11):2071-2075.(in Chinese) [10] 徐宝昌,陈哲,赵龙. 一种改进的最小二乘景象匹配算法[J]. 北京航空航天大学学报 ,2005,31(8):848-852. XU B CH,CHEN ZH,ZHAO L. Inproved least-squares acene matching algorithm[J]. J. Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2005,31(8):848-52.(in Chinese) [11] FOROOSH H,ZERUBIA J,BERTHOD M. Extension of phase correlation to sub-pixel registration[J]. IEEE Trans. Image Processing,2002,11(3):188-200. [12] SEITZ P. Optical superresolution using solid-state camera and digital signal processing[J]. Optical Eng.,1988,27(7):535-540. [13] KUGLIN C D,HINES D C. The phase correlation image alignment method[J]. Proc. IEEE 1975 Int. Conf. Cybernetics and Society,Sep. 1975:163-165.
  • [1] 蔡怀宇, 韩晓艳, 娄世良, 汪毅, 陈文光, 陈晓冬.  扫频光学相干层析视网膜图像配准去噪算法 . 中国光学, 2020, 13(6): 1-10. doi: 10.37188/CO.2020-0130
    [2] 江山, 张锐, 韩广良, 孙海江.  复杂背景灰度图像下的多特征融合运动目标跟踪 . 中国光学, 2016, 9(3): 320-328. doi: 10.3788/CO.20160903.0320
    [3] 王新华, 王晓坤.  十亿像素瞬态成像系统实时图像拼接 . 中国光学, 2015, 8(5): 785-793.
    [4] 王新华, 王晓坤.  十亿像素瞬态成像系统实时图像拼接 . 中国光学, 2015, 8(5): 785-793. doi: 10.3788/CO.20150805.0785
    [5] 安东, 陈李, 丁一飞, 邓连杰, 王永红.  光栅投影相位法系统模型及标定方法 . 中国光学, 2015, 8(2): 248-254. doi: 10.3788/CO.20150802.0248
    [6] 严洁, 阮友田, 薛珮瑶.  主被动光学图像融合技术研究 . 中国光学, 2015, 8(3): 378-385. doi: 10.3788/CO.20150803.0378
    [7] 许佳佳.  结合Harris与SIFT算子的图像快速配准算法 . 中国光学, 2015, 8(4): 574-581. doi: 10.3788/CO.20150804.0574
    [8] 陶小平.  大口径反射镜加工机床在线检测高精度对准方法 . 中国光学, 2015, 8(6): 1027-1034. doi: 10.3788/CO.20150806.1027
    [9] 王新华, 黄玮, 欧阳继红.  多探测器拼接成像系统实时图像配准 . 中国光学, 2015, 8(2): 211-219. doi: 10.3788/CO.20150802.0211
    [10] 孙树红, 赵长海, 万秋华, 李艳茹.  小型光电编码器自动检测系统 . 中国光学, 2013, 6(4): 600-606. doi: 10.3788/CO.20130604.0600
    [11] 倪明阳, 巩岩.  光刻投影物镜光学元件运动学支撑结构的设计与分析 . 中国光学, 2012, 5(5): 476-484. doi: 10.3788/CO.20120505.0476
    [12] 王希军.  激光散斑的亚像素位移法计算及比较 . 中国光学, 2012, 5(6): 652-657. doi: 10.3788/CO.20120506.0652
    [13] 陶李, 王珏, 邹永宁, 伍立芬, 王慧倩.  改进的Zernike矩工业CT图像边缘检测 . 中国光学, 2012, 5(1): 48-56. doi: 10.3788/CO.20120501.0048
    [14] 孙辉, 李志强.  基于相位相关的匀速直线运动 模糊图像位移参数估计 . 中国光学, 2012, 5(2): 174-180. doi: 10.3788/CO.20120502.0174
    [15] 韩广良.  高频信息矢量匹配实现异源图像配准 . 中国光学, 2011, 4(5): 468-473.
    [16] 武治国, 韩广良, 王明佳.  运动背景下的帧间稳像技术 . 中国光学, 2011, 4(5): 519-524.
    [17] 王宗友, 付承毓, 王芳.  基于数据配准提高光电经纬仪的测量精度 . 中国光学, 2010, 3(6): 586-590.
    [18] 董宇星, 刘伟宁.  基于灰度特性的海天背景小目标检测 . 中国光学, 2010, 3(3): 252-256.
    [19] 孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙.  基于相位相关的亚像素配准技术及其在电子稳像中的应用 . 中国光学, 2010, 3(5): 480-485.
    [20] 赵 柱, 续志军, 王显军, .  基于运动控制技术的编码器自动检测系统 . 中国光学, 2009, 2(2): 134-139.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  3085
  • HTML全文浏览量:  102
  • PDF下载量:  1570
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-10-11
  • 修回日期:  2010-12-13
  • 刊出日期:  2011-04-25

一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术

    基金项目:

    国家973重点基础研究发展计划资助项目(No.2009CB72400607)

  • 中图分类号: TP391.4

摘要: 针对视频图像运动检测问题,提出了一种结合空域灰度投影和频域相位相关的亚像素图像配准方法。首先,采用灰度投影算法在空域对运动图像进行粗配准,即在图像行和列方向上计算图像灰度投影特征数据,根据灰度相关函数最小化准则,估计像素级运动量;然后,在经过粗配准的两幅图像中心选取尺寸相同的区域,进行快速傅里叶变换,在频域采用扩展的相位相关算法对图像进行精确配准。该方法利用图像的功率谱信息,减少对图像内容的依赖,运用基于最小二乘的曲面拟合法,实现亚像素图像配准参数估计,具有从粗到精的特点,有效提高了图像检测精度。文中最后对样本图像进行了图像配准对比实验,结果表明,该方法可以检测0.01 pixel的运动量, 最大配准误差为0.004 8 pixel。

English Abstract

孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙. 一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术[J]. 中国光学, 2011, 4(2): 154-160.
引用本文: 孙辉, 李志强, 孙丽娜, 郎小龙. 一种空域和频域相结合的运动图像亚像素配准技术[J]. 中国光学, 2011, 4(2): 154-160.
SUN Hui, LI Zhi-qiang, SUN Li-na, LANG Xiao-long. Sub-pixel registration of special and frequency domains for video sequences[J]. Chinese Optics, 2011, 4(2): 154-160.
Citation: SUN Hui, LI Zhi-qiang, SUN Li-na, LANG Xiao-long. Sub-pixel registration of special and frequency domains for video sequences[J]. Chinese Optics, 2011, 4(2): 154-160.
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回