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图像拼接方法、系统及电子设备

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-10-14 11:55:22

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 张芳 | 2023-10-14 11:55:23

一种图像拼接方法,其特征在于,所述方法包括:获取多张待拼接的原始图像;利用特征提取算法对所述原始图像进行特征定位,得到目标特征点;利用局部差分二进制算法得到所述目标特征点对应的描述子;基于所述描述子对不同所述原始图像的局部特征点进行匹配,得到匹配结果;其中,所 述局部特征点包括所述目标特征点和所述目标特征点周围指定区域的至少一个其它特征 点;根据所述匹配结果对多张所述原始图像进行拼接。

本发明提供了一种图像拼接方法、系统及电子设备,涉及图像识别技术领域,该方法包括:获取多张待拼接的原始图像;利用特征提取算法对原始图像进行特征定位,得到目标特征点;利用局部差分二进制算法得到目标特征点对应的描述子;基于描述子对不同原始图像的局部特征点进行匹配,得到匹配结果;根据匹配结果对多张原始图像进行拼接。该方法通过局部结构信息进行多特征点同时匹配代替现有技术中的单一特征点匹配,提高了图像的匹配准确率,使得最终的图片拼接成功率得到提高,从而解决了现有技术存在着管道焊缝图像拼接效果较差的问题。

目前,在工业和农业生产中存在大量的管道设施,管道的焊接质量是管道安全性的重要指标,对管道焊接区域进行缺陷检测是确保管道质量的关键。随着技术的进步,运用计算机视觉对焊接表面检测已成为主流检测技术。检测过程中,使用相机对焊接区域进行图像采集,然后通过图像匹配算法进行检测。由于管道焊接区域较长,相机的成像视角有限,需要沿着管道焊接区域拍照,再将所得图像进行拼接融合后提供给检测设备,因此高效稳定的焊接图像拼接技术对于管道焊接检测至关重要,快速准确的对焊接图像之间的特征提取与匹配是拼接效率的关键。

湖北文理学院(Hubei University of Arts and Science)是省属全日制普通本科高等院校,位于全国历史文化名城、湖北省域副中心城市—襄阳市,地处中华民族智慧化身诸葛亮的故居—古隆中。学校办学历史最早可以追溯到创办于1958年的襄阳师范专科学校;1966-1978年,武汉大学襄阳分校在此设立;1998年3月,襄阳师范高等专科学校、襄樊职业大学、襄樊教育学院合并组建襄樊学院;2000年7月,湖北省工艺美术学校整体并入;2012年2月,更名为湖北文理学院。截至2022年12月,学校设有二级学院18个,开设本科专业59个;拥有2个一级学科硕士学位授权点、11个硕士专业学位授权点;有教职工1675人,专任教师1168人;全日制在校生19000余人。

现有的图像匹配方法主要分为基于图像灰度信息匹配和基于特征的方法两类,基于特征的方法具有计算量小、对几何畸变有良好适应能力等优点,已成为当前主流的匹配方法。匹配算法主要由特征点检测、特征点区域描述、特征点匹配三部分构成。常见的匹配算法有尺度不变特征变换算法(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)和快速鲁棒特征提取算法 (Speeded Up Robust Features,SURF)。尺度不变特征变换算法通过下采样和差分构建金字塔,提取特征的时间较长,而且采用的浮点型描述子会导致计算量较大;快速鲁棒特征提取算法采用积分图像,在特征提取效率上有了很大提高,但仍然采用浮点型的描述子。高维度的浮点型描述子匹配速度较慢,并且在处理过程中消耗较多的资源。为了解决这个问题,目前通常采用二值特征描述子,由于只涉及到像素点之间的灰度关系比较,因此二值特征描述匹配效率很高,但二值特征描述子的区分性能要弱于浮点型描述子。局部差分二进制(Local Difference Binary,LDB)描述子采用特征邻域灰度和梯度信息生成二进制特征描述,具有浮点型描述子的鉴别能力强和二进制描述子匹配效率高的特点。LDB算法通过汉明距离度量关键点的距离,采用K-均值聚类算法(k-means clustering algorithm,k-means)对两幅图像间的特征匹配进行判定。但由于管道焊缝中存在大量的相似区域,导致局部差分二进制算子会存在较多的误配,最终导致焊接图像拼接效果较差。基于此,本发明实施例提供的一种图像拼接方法、系统及电子设备,可以解决现有技术存在着管道焊缝图像拼接效果较差的问题。

本专利成果采用技术转让,技术入股,技术合作等成果转化方式,希望进一步实现该专利的有益效果,有兴趣皆可面议。