[发明专利]基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法、系统及装置

权利要求书

1.一种基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法，其特征在于，该方法包括：

步骤S10，获取相邻图像间存在重叠区域的显微序列图像作为待拼接序列图像；

步骤S20，分别提取所述待拼接序列图像中的图像重叠区域的特征，并进行特征匹配，获得相邻图像的特征点对集合；

步骤S30，基于所述相邻图像的特征点对集合中每一个特征点对在图像上的位置信息，为每对特征点赋予不同的权重：

其中，w_i,k代表第i张图像与其相邻图像的第k对特征点的权重，d_min代表特征点对中的特征点到各自所在图像边缘的距离的最小值，L代表第i张图像与其相邻图像的边缘畸变的范围；

步骤S40，基于所述相邻图像的特征点对集合以及每对特征点的权重，通过仿射模型拟合相邻图像间的变化，并设定全局优化的能量函数；

步骤S50，最小化所述能量函数，获得各相邻图像的仿射变换关系；

步骤S60，基于所述各相邻图像的仿射变换关系，进行所述待拼接序列图像的拼接，获得显微拼接图像。

2.根据权利要求1所述的基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法，其特征在于，所述能量函数，其公式表示为：

其中，表示相邻的第i-1张和第i张图像重叠区域的第k个特征点对的坐标，A_i-1和A_i表示表示相邻的第i-1张和第i张图像对应的仿射变换关系，p(A_i)表示图像A_i的剪切形变约束，λ为设定的约束强度参数，w_i,k表示第i张图像与其相邻图像的第k对特征点的权重，n代表待拼接序列图像中图像的数量，K代表相邻的第i-1张和第i张图像重叠区域的特征点对的数量，代表向量的二范数。

3.根据权利要求2所述的基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法，其特征在于，所述图像A_i的剪切形变约束，其公式表示为：

p(A_i)＝‖A_i-I‖²

其中，I代表单位矩阵，‖A_i-I‖²代表矩阵A_i-I的二范数。

4.根据权利要求2所述的基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法，其特征在于，所述设定的约束强度参数λ，其取值范围为[10^-4,10^-2]。

5.根据权利要求1所述的基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法，其特征在于，所述各相邻图像的仿射变换关系包括各相邻图像的旋转变换关系、剪切形变关系和尺度缩放关系。

6.一种基于仿射变换的显微序列图像自动拼接系统，其特征在于，该系统包括以下模块：

输入模块，配置为获取相邻图像间存在重叠区域的显微序列图像作为待拼接序列图像并输入；

特征点对提取模块，配置为分别提取所述待拼接序列图像中的图像重叠区域的特征，并进行特征匹配，获得相邻图像的特征点对集合；

权重赋予模块，配置为基于所述相邻图像的特征点对集合中每一个特征点对在图像上的位置信息，为每对特征点赋予不同的权重：

其中，w_i,k代表第i张图像与其相邻图像的第k对特征点的权重，d_min代表特征点对中的特征点到各自所在图像边缘的距离的最小值，L代表第i张图像与其相邻图像的边缘畸变的范围；

拟合模块，配置为基于所述相邻图像的特征点对集合以及每对特征点的权重，通过仿射模型拟合相邻图像间的变化，并设定全局优化的能量函数；

仿射变换求解模块，配置为最小化所述能量函数，获得各相邻图像的仿射变换关系；

拼接模块，配置为基于所述各相邻图像的仿射变换关系，进行所述待拼接序列图像的拼接，获得显微拼接图像。

7.一种存储装置，其中存储有多条程序，其特征在于，所述程序适于由处理器加载并执行以实现权利要求1-5任一项所述的基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法。

8.一种处理装置，包括处理器，适于执行各条程序；以及存储装置，适于存储多条程序；其特征在于，所述程序适于由处理器加载并执行以实现权利要求1-5任一项所述的基于仿射变换的显微序列图像自动拼接方法。