[发明专利]一种微观图像拼接方法及系统

说明书

本发明公开了一种微观图像拼接方法及系统，属于图像处理领域，方法包括：控制图像采集单元逐次平移并采集样品各位置处的微观图像，相邻图像的重叠区域大小等于设定值；搜索源图像重叠区域内的源特征点，并在目标图像重叠区域对应的微观图像内确定相应的目标特征点，目标图像为当前拼接后的微观图像；搜索以任一目标特征点为中心的窗口内的所有特征点，计算对应的源特征点与窗口内各特征点之间的距离，根据最小距离与次小距离之比判断源特征点与最小距离对应的特征点是否匹配；根据匹配结果拼接源图像和目标图像，并将拼接后的图像作为目标图像；以此类推，直至将最后一个微观图像拼接至目标图像。计算量小、耗费时间短，大幅提高拼接效率。

技术领域

本发明属于图像处理领域，更具体地，涉及一种微观图像拼接方法及系统。

背景技术

在许多科研领域需要观测待检测目标的微观形貌，例如医疗、生物、材料和精密制造等领域。为了获取待检测目标的微观形貌，需要借助具有足够分辨率的相机和镜头，才能得到合适的观测图像。然而，分辨率的提高会不可避免地造成相机视野的减少，这就导致只能直接观测待检测目标的局部。在保证合适的分辨率的前提下，直接增加相机感光元件的尺寸，不但大幅度增加成本，而且不能解决更大观测范围的需求，这就需要使用微观图像拼接技术。

现有的微观图像拼接技术通常针对两幅图像的整个区域进行特征点检测，或者对两幅图像的重叠区域均进行特征点检测，并对获得的所有特征点进行描述符生成，再使用描述符将所有的特征点进行匹配，来确定图像之间的变换关系，导致图像拼接的计算量大，耗费时间长的问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种微观图像拼接方法及系统，其目的在于改善现有微观图像拼接方法计算量大、耗费时间长的问题，从而大幅提高微观图像的拼接效率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种微观图像拼接方法，包括：S1，控制图像采集单元或样品逐次平移并采集样品相应位置处的微观图像，使得相邻位置处微观图像之间重叠区域的大小等于设定值；S2，搜索源图像重叠区域内的源特征点，并在目标图像重叠区域对应的微观图像内确定每一源特征点对应的目标特征点，所述目标图像为当前拼接后的微观图像，所述源图像为与所述目标图像相邻的待拼接微观图像；S3，搜索以任一目标特征点为中心的窗口内的所有特征点，计算所述任一目标特征点对应的源特征点与所述窗口内每一特征点之间的距离，并根据最小距离与次小距离之间的比值判断所述源特征点与最小距离对应的特征点是否匹配；S4，根据匹配的源特征点和最小距离对应的特征点将所述源图像拼接至所述目标图像，并将拼接后的图像作为所述目标图像；S5，重复执行所述S2-S4，直至将最后一个微观图像拼接至所述目标图像。

更进一步地，所述S2中以中间位置处的微观图像作为起始目标图像，所述S5包括：重复执行所述S2-S4，以逐一、逐层将所述起始目标图像外围的微观图像拼接至所述目标图像。

更进一步地，所述起始目标图像的位置索引为：

其中，row_m和col_m分别为所述位置索引中的横坐标索引和纵坐标索引，Rows和Cols分别为采集到的微观图像的行数和列数。

更进一步地，所述S1包括：根据所述图像采集单元所采集微观图像的尺寸以及所述设定值，计算相邻图像之间的像素距离对应的水平平移距离和垂直平移距离；根据所述水平平移距离和垂直平移距离控制所述图像采集单元或样品逐次平移，以逐行或逐列采集样品相应位置处的微观图像。

更进一步地，所述S2中搜索源图像重叠区域内的源特征点包括：将所述源图像重叠区域划分为多个网格，搜索每一网格内的所有特征点，计算每一网格内各特征点的响应强度；将每一网格内响应强度最大的多个特征点的集合作为所述源特征点，所述多个特征点的数量不大于设定数量。