顯微鏡是一種常見的光學儀器。在遙感圖像處理、醫(yī)學圖像分析、計算機視覺、計算機圖形學、虛擬現實技術等領域有著廣泛的應用。傳統(tǒng)顯微鏡存在視場范圍和分辨率大小之間的矛盾,而圖像拼接技術,能將不同視場的圖像拼成完整的大視野圖像,不僅增大了視野范圍還提高了觀測圖像的分辨率。本論文對顯微鏡下視頻流的手動實時拼接系統(tǒng)中關鍵算法進行研究,通過手動移動載物臺,集成的拼接系統(tǒng)可以進行當前視場下切片圖像的實時拼接和顯示。拼接系統(tǒng)關鍵問題主要包括圖像篩選、圖像配準、圖像融合、亮度矯正、和圖像預處理五大部分,論文將專注這幾大關鍵問題進行研究。論文設計了一種適用于視頻流圖像拼接的框架,拼接系統(tǒng)達到實時處理速度的同時極大提高拼接精度。另外提出了配準反饋機制,通過提供調節(jié)掃描速度的反饋信號,使得手動拼接流程更順暢。論文在配準部分提出了粗配準、精配準、再配準的三步配準法,滿足實時拼接的要求。精配準部分對ORB特征點配準算法進行了改進,提出了基于區(qū)域的自適應閾值提取和多尺度下的FAST特征點提取算法,基于直線約束的特征點挑選算法和基于圖約束的強壯點挑選算法,大幅度提高了配準算法的精度。再配準部分通過精巧的背景幀選取,采用... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１配準流程圖??首先，將參考幀和當前匹配幀縮小十倍，通過相位相關法對參考幀和當前匹配幀進??

浙江人學碩士學位論文??圖ｔ塊坐標加?參考幀中截?精配準中??上偏移量得到參一？収相同大小?一＋?參考幀的局?一Ｉ?????！?考幀對應坐標?的圖像塊?部圖像塊????匹配幀ｔ疊?積分法尋找細??????粗配準?一？區(qū)域進行拉—節(jié)最豐富的—?－＞?精配準??＿＿＿｜?｜普拉斯變換?｜局部圖像塊????精配準中??匹配帕的局????部圖像塊??圖２．２取局部圖像塊流程圖??然后，通過特征點匹配法計算參考幀區(qū)域特征塊和匹配幀區(qū)域特征塊中對應特征點??之間的偏移量，以此確定當前匹配楨相對于參考巾貞的精確偏移量和相對于初始巾貞有略微??偏差的偏移量。??最后，如果當前匹配幀滿足融合條件時，送入融合隊列，和此時背景幀通過光流法??進行再配準，得到當前匹配幀相對起始點的精確偏移量，消除累計誤差。??２．３基于ＦＦＴ改進的快速粗配準算法??相位相關法是利用快速傅里葉變換（Ｆａｓｔ?Ｆｏｕｒｉｅｒ?Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，?ＦＦＴ）將空間域表不的??影像變換到頻率域，通過頻率域變換的性質，求取兩幅圖像之間的偏移量的算法。一直??以簡單，快速而著稱，適用于圖像發(fā)生平移時候的偏移量計算，后面有學者加入了旋轉??因子，使其適用于圖像發(fā)生小角度旋轉時的偏移量計算［４￣。由于本文的應用場景中只存??在平行移動，所以采用相位相關法作為快速粗配準算法。??由于計算機系統(tǒng)基于二進制系統(tǒng)實現，只能處理有限長的信號，需要使用離散域代??替連續(xù)域，通過在時域和頻域都對傅里葉變換進行周期性采樣實現離散傅里葉變換??（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ?ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ，?ＤＦＴ）。ＤＦＴ也可以看作是

第．：章圖像配準筧法原理??到／２（ｘ，ｙ），得到關系式（２－２）：??’２?（－＇＂，），）?＝?Ａ?卜－４，少－冬）?（２－２）??將公式（２－２）左右兩邊分別進行傅里葉變換，得到兩幅圖像在頻率域的關系：??Ｆ２｛ｕ，ｖ）?＝?ｅ＂２，，（＂Ｊ＇＋ｖｄ＇）Ｆ］（ｕ，ｖ）?（２－３）??公式（２－３）中，／為虛數常量。根據公式（２－３）可以得到兩幅圖像的互功率譜／／（ｗ，ｖ）的表達??式（２－４）：??／／?（Ｗ，?Ｖ）?＝?１?＇?￣?ｒ?—－?Ｃ?（２－４）??公式（２－４）中ｇ（ｗ，ｖ）為６（ｗ，ｖ）的共軛復函數。在理想情況下，＂（ｗ，ｖ）的傳里葉逆變換是??一個狄利克雷脈沖函數，這個函數只在偏移量處數值不為〇。如圖２．３所示，通??過尋找脈沖函數的峰值，可以得到配準幀相對于參考幀的偏移量４和??國??圖２．３頻譜圖??由于在移動載物臺的過程中，用于配準的圖像可能會產生輕微模糊，即重合區(qū)域不??可能和參考圖像一模一樣，所以在真實計算中，傅里葉逆變換后會產生偽鋒，且圖片重??合區(qū)域越小，準確度越差。實驗測得圖片大小為２０４８ｘ１０８０時，由于將圖像縮小十倍之??后再進行的配準，誤差大概在３０像素以內，所需時間為ｌｍｓ。??２．４基于ＯＲＢ改進的精確配準算法??基于圖像特征點匹配的配準算法是常見的匹配算法之一，具有精確、適用范圍廣的??特點。通常有以下五個步驟：提取圖像中的顯著特征點（角點、交叉點、高曲率點）：對??特征點周圍信息進行提娶描述；通過一定的相似性準則和搜索法則，搜索在參考圖像??１３??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于二值哈希和量化的近似最近鄰搜索研究[D]. 王敏.中國科學技術大學 2019

碩士論文
[1]一種實時大視場圖像拼接系統(tǒng)的設計[D]. 吳俊逸.華中科技大學 2017
[2]基于同態(tài)濾波的圖像增強算法研究[D]. 程新.西安郵電大學 2016
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本文編號：3113614