matlab带钢尺寸测量中多幅CCD数字图像拼接方法研究(2)

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检测带钢表面质量的最初方法是基于人工目视的传统检测方法，由于工人长期用肉眼在高度紧张、连续工作条件下进行检测，疲劳程度和个人能力的差别等因素，使得检测的标准不唯一，检测结果可靠性十分有限。并且，在短时间内完成高生产量需要投入更多的人力。带钢表面的质量检测一直以来是一个相对重要又比较难以实现的生产工序,因为钢板体积庞大,厚度较大,以及图像采集时环境和硬件条件综合的影响,直接进行图像识别有一定难度。图像拼接技术在这个领域发挥了重要作用,使检测质量达到生产和实验的要求。国内研制的冷轧带钢表面质量检测系统是由检测装置、并行计算系统、服务器和控制台组成。检测装置安装在生产线上,由摄像头、光源和检测桥组成。摄像头为标准的黑白工业用面阵CCD摄像头,并采用多摄像头同步采集图像的方式。摄像头安置在带钢的长条形方向上,相邻摄像头采集到的图像是重叠方式,重叠部分在图像处理中由软件消除。目前的检测方式更多采用基于图像处理的表面自动检测技术，CCD摄像机在带钢上扫描得到的图像信号输入到计算机内存，通过计算机对图像进行预处理、图像配准、图像融合等图像处理方法实现对多幅图像的拼接，进而实现对带钢表面残缺处的检测。对获得的图像信息进行检测分析，从而得出产品表面质量情况。

1.2图像拼接的研究意义

人类获取的信息绝大多数是通过图像直接获得的。相比于触觉、嗅觉、听觉等其他感知信息能力，图像更是成为人类获取信息的重要途径。对图像进行一系列的操作以改变图像或获取相关数据等来达到预期目的的技术称作图像处理。图像处理学集成了光学、电子学、计算机学、统计学、摄影艺术等众多学科，是一门综合性强的边缘学科。微电子技术的迅猛发展推动了模拟图像处理技术向数字图像处理技术的发展。

图像拼接技术可以分为图像配准及图像融合两个主要部分。其中，图像配准作为图像拼接技术的核心对最终的拼接结果起着决定性的作用。其目的是在明确两幅或多幅重叠图像相对坐标位置关系的前提下，找出重叠部分的相关性，并进行对应坐标之间的位置匹配。对应坐标之间匹配的准确性及算法的复杂程度将直接影响到图像拼接的精度及系统运行速度。由于成像设备性能参数的不同或光照变化往往会导致匹配图像之间存在灰度或色彩不连续的问题，使得拼接图像在视觉上存在明显的缝隙感，图像融合便是用来消除这些拼接缝隙的。大自然中很多的缓慢变化现象，便可利用间隔拍摄的方法获取多组图片之后进行图像拼接，以视频的形式观察其局部变化或是运动过程，可为科研工作者的分析取证工作提供极大的便利。

随着计算机的发展，1964年，美国的喷气推进实验室使用计算机对卫星传送的月球图像进行了处理，以校正图像畸变。这一进展在图像拼接研究上具有里程碑意义，同时，它也标志着该项技术在空间研究中开始得到广泛的应用。随着研究的发展，图像拼接技术在环境监测、地质勘查、天气预报、视频监控、医学治疗与研究、数字摄影测量等方面均发挥着越来越重要的作用。图像拼接技术作为图像处理中一个重要分支，在各个领域的地位均举足轻重。文献综述

1) 医学图像处理

随着医学成像的快速发展，高端的医疗影像设备层出不穷，医学影像成为了临床医疗诊断的重要判断依据，与此同时也引发了医学影像技术的巨大。不同的成像技术所呈现出的信息虽然不同，但又是相辅相成，互相补充的。图像拼接技术即可利用不同成像设备所得信息，通过配准技术，将其以全景图的的形式表达，以弥补图像信息不完整或部分信息错误等缺陷。在远程医疗中，将采集离散或者连续的病变图像序列拼接成全景图，供远端的医生和专家参考，进行有针对性的诊断治疗，帮患者解决病痛。在超声检查中，由于探头可以探测的视角范围很小，因此需要采用图像拼接技术将小视角，高分辨率的大范围组织或器官图片拼接成全景图，方便医生的诊断。如图 1.2所示，是某处病变的拼接图片。(a)图和(b)图是病变处的两幅MRI图像，两幅图方位不同并且侧重表达的内容不同，(c)图给出了两图的点对应关系，(d)图是两幅图配准后的结果。