Подходы к регистрации изображений
Регистрация изображений - это процесс выравнивания двух или более изображений одной и той же сцены. Этот процесс включает в себя назначение одного изображения в качестве эталонного изображения, также называемого фиксированным изображением, и применение геометрических преобразований или локальных перемещений к другим изображениям, так что они выравниваются по ссылке. Изображения могут быть несовпадающими по целому ряду причин. Обычно изображения получаются в переменных условиях, которые могут изменить перспективу камеры или содержимое сцены. Расхождение может также быть результатом искажений объектива и датчика или различий между устройствами захвата.
Регистрация изображений часто используется в качестве предварительного шага в других приложениях обработки изображений. Например, вы можете использовать регистрацию изображений для выравнивания спутниковых изображений или медицинских изображений, полученных с различными способами диагностики, такими как МРТ и SPECT. Регистрация изображений позволяет вам сравнить общие функции на разных изображениях. Для примера можно узнать, как мигрировала река, как область затопилась, или видна ли опухоль в изображение МРТ или SPECT.
Image Processing Toolbox™ предлагает три подхода к регистрации изображений: интерактивное приложение Registration Estimator, автоматическая регистрация изображений на основе интенсивности и регистрация контрольных точек. Computer Vision Toolbox™ предлагает автоматическое обнаружение функция и соответствие.
| Способность | Приложение Registration Estimator | Автоматическая регистрация изображений на основе интенсивности | Регистрация контрольной точки | Автоматическое обнаружение и соответствие функций (требуется Computer Vision Toolbox) |
|---|---|---|---|---|
| Интерактивная регистрация | X | |||
| Автоматизированная регистрация на основе интенсивности | X | X | ||
| Автоматическое обнаружение функций | X | X | ||
| Выбор признаков вручную | X | |||
| Автоматическое соответствие функций | X | X | X | |
| Неригидное преобразование | X | X | X | |
| Полностью автоматический рабочий процесс | X | X | ||
| Поддерживает 3-D изображения | X |
Приложение Registration Estimator
Registration Estimator приложение позволяет вам регистрировать 2-D изображения в интерактивном режиме. Можно сравнить различные методы регистрации, настроить настройки и визуализировать зарегистрированное изображение. Приложение предоставляет количественную меру качества, и оно возвращает зарегистрированное изображение и матрицу преобразования. Приложение также генерирует код с выбранной вами методом регистрации и настройками, поэтому вы можете применить идентичное преобразование к нескольким изображениям.
Приложение Registration Estimator предлагает шесть техник на основе признаков, три метода на основе интенсивности и один неригидный метод регистрации. Для более подробного сравнения доступных методов смотрите Методы, поддерживаемые Приложением Registration Estimator.
Автоматическая регистрация изображений на основе интенсивности
Основанная на интенсивности автоматическая регистрация изображений отображает пиксели в каждом изображении на основе шаблонов относительной интенсивности. Можно зарегистрировать как мономодальные, так и мультимодальные пары изображений, и можно зарегистрировать 2-D и 3-D изображения. Этот подход полезен для:
Регистрация большого набора изображений
Автоматизированная регистрация
Чтобы зарегистрировать изображения с помощью основанного на интенсивности метода, используйте imregister и задайте тип геометрического преобразования для применения к движущемуся изображению. imregister итеративно настраивает преобразование, чтобы оптимизировать сходство двух изображений.
Кроме того, можно оценить локализованное поле смещения и применить неригидное преобразование к движущемуся изображению, используя imregdemons.
Регистрация контрольной точки
Control Point Registration позволяет вам выбирать общие функции на каждом изображении вручную. Регистрация контрольной точки полезна, когда:
Необходимо определить приоритеты выравнивания конкретных функций, а не всего набора функций, обнаруженных с помощью автоматического обнаружения функций. Например, при регистрации двух медицинских изображений можно фокусировать выравнивание на желаемых анатомических функциях и игнорировать совпадающие функции, которые соответствуют менее информативным анатомическим структурам.
Изображения имеют повторяющиеся шаблоны, которые обеспечивают неясное отображение с использованием автоматического соответствия функций. Например, фотографии созданий со многими окнами или воздушные фотографии городских улиц с сеткой имеют много похожих функций, которые трудно сопоставить автоматически. В этом случае ручной выбор пар точек управления может обеспечить более четкое отображение функций и, следовательно, лучшее преобразование для выравнивания точек функции.
Регистрация контрольной точки может применить многие типы преобразований к движущемуся изображению. Глобальные преобразования, которые действуют на все изображение равномерно, включают аффинные, проективные и полиномиальные геометрические преобразования. Неригидные преобразования, которые действуют на локальные области, включают кусочно-линейные и локальные взвешенные средние преобразования.
Для выбора контрольных точек используйте инструмент «Выбор контрольной точки». Запустите инструмент с cpselect.
Автоматическое обнаружение и соответствие функций
Automated Feature Detection and Extraction (Computer Vision Toolbox) обнаруживает функции, как углы и шрифты, соответствует соответствующим функциям в движущихся и фиксированных изображениях и оценивает геометрическое преобразование, чтобы выровнять совпадающие функции.
Для получения примера смотрите Поиск Вращения изображений и Шкалы Использование Автоматического Соответствия Функции (Computer Vision Toolbox). Для использования этого метода необходимо иметь Computer Vision Toolbox.
Примечание
Приложение Registration Estimator предлагает шесть основанных на функциях методов для регистрации одной пары изображений. Однако приложение не предоставляет автоматизированный рабочий процесс для регистрации нескольких изображений.