一种基于特征点的x射线图像配准方法

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1、一种基于特征点的X射线图像配准方法安顺林孙志毅王银孙前来杨舒曼太原科技大学电子信息工程学院精密铸件通过差影法检测缺陷时，图像配准是关键的一步。文中采用一种改进的随机Hough变换和空间数据坐标变换理论相结合的图像配准方法。该方法首先采用0TSU对图像二值分割，利用改进的随机Ibugh变换检测图像屮的多个圆，并把多个圓心作为图像配准的特征点;然后根据特征点对应关系计算配准参数，确立坐标变换关系并对图像进行配准。实验验证了该方法可实现较高精度图像配准。关键词：图像配准;Hough变换;特征提取;仿射变换;基金：山西省回国留学人员科研资助项目(2014-

2、058.)X-rayImageRegistrationMethodBasedonFeaturePointANShun-linSUNZhi-yiWANGYinSUNQian-laiYANGShu-manSchoolofElectronicInformationEngineering,TaiyuanUniversityofScienceandTechnology;Abstract：Inthedetectionofinternaldefectsofprecisioncastingbyimagesubtraction,imageregistrationis

3、acriticalstep.BasedonthemodifiedHoughtransformandaffinetransforminthegeometrictransformations,thenewregistrationmethodisproposed.TheimagesarefirstlyconvertedtobinaryimagebyOTSU.ThemodifiedHoughtransformisusedtodetectcirclesandthecenterissettothefeaturepointofimageregistration.

4、Thenthematchingparametersiscalculatedusingthecorrespondingfeaturepoints,thetransformationrelationiscreatedandmatchestheimage.Experimentalresultsindicatethattheimagematchingmethodhasgoodperformanceforimagematching.Keyword：imagematching;Houghtransform;featureextraction;affinetra

5、nsform;图像配准是图像处理与计算机视觉领域中的基础问题，它在计算机视觉、医学图像、无损检测及运动分析等领域有着广泛的应用m。在工程上，对精密铸件内部缺陷进行检测时，常采用数字差影技术。数字差影是把待检测图像与模板图像做减法，通过消除背景的干扰，得到差影图像，从而方便提取差影图像中的缺陷信息m。而在实际检测获取射线图像过程中，由于设备及各种外在因素的影响，待检测铸件的射线图像经常会与模板图片发生平移和旋转，两幅图像若不能精确配准，会在差影图像屮产生伪轮廓和移位假像，给图像屮缺陷信息的提取和识别造成困难。因此，如何准确、快速地配准图像成为提取缺陷

6、信息的关键问题图像配准算法主要分为两类:一类是基于区域灰度，另一类是基于特征，常用的图像特征有:特征点、直线段、边缘、轮廓、闭合区域等，如使用Harris角点的匹配算法、基于尺度不变特征的图像配准方法1W。本文中把铸件上的多个装配孔作为定位孔，把多个定位孔圆心作为对应特征点，采用基于对应特征点的配准算法。1配准基本原理1.1改进的随机Hough变换图像中圆形区域的检测常采用随机Hough变换理论，然而伴随检测中参数空间的增加，计算量也会呈指数增加，导致计算时间增加［11］。釆用改进的随机Hough圆检测算法，检测中减少了同心圆环的计算量，算法步骤如

7、下：(1)对图像阈值分割，提取图像中所有为1的边缘像素点，统计像素为1点的个数及坐标。(2)由数学推论可知，构成圆的三点不在同一直线上。因此，对随机采样得到的三个点进行判断，如果三点共线，则把这三点返回边缘集合，重新采样。采用同一直线上两点之间斜率相同的性质来判断三点共线，共线的点不需加入后而方程式的求解，减少大量无效计算。(3)随机选取A(xl,yl)、B(xl,yl)、C(xl,yl)三点位于同一圆上，连接AB和AC,做直线AB的中垂线m，直线AC的中垂线n.两条中垂线相交且仅交于闘心一点。鉴于此，可对传统的閫参数方程进行改进，得到新的计算閫参

8、数方程：利用上述方程求解，可求得交点坐标(a,b).(4)在与图像映像的二维累加器中对与该交点对应的单元进行增值操作，变换