Vid digital bildbehandling är registrering processen för att geometriskt anpassa två eller flera bilder av samma scen som tagits vid olika tidpunkter, från olika synpunkter eller av olika sensorer. Målet är att skapa en enda, konsekvent representation av scenen genom att omvandla bilderna så att motsvarande punkter i alla bilder anpassas så exakt som möjligt.
Tänk på det som överlagring av två kartor över samma område - en kan vara något skev eller skiftad jämfört med den andra. Registrering korrigerar för dessa avvikelser.
Här är en uppdelning av vilken registrering innebär:
* Identifiera motsvarande punkter (funktionsmatchning): Detta är ett avgörande första steg. Algoritmer söker efter vanliga funktioner i bilderna (t.ex. kanter, hörn, landmärken) och matcha dem över de olika bilderna. Tekniker som SIFT (skala-invariant funktion transform), surf (snabba robusta funktioner) och orb (orienterad snabb och roterad kort) används ofta för detta ändamål.
* Omvandlingsuppskattning: När motsvarande punkter har identifierats uppskattas en geometrisk omvandling som bäst anpassar bilderna. Denna omvandling kan vara:
* styv transformation: Involverar översättning (skiftning), rotation och eventuellt skalning. Lämplig när bilderna bara skiljer sig åt i position och orientering.
* affinomvandling: Lägger till klippning till den styva omvandlingen, tillmötesgående mer komplexa snedvridningar.
* Projektiv transformation (homografi): HANDLAR PERSPEKTIVSKRIFTER, användbara för bilder tagna från betydligt olika synpunkter. Detta används ofta för att anpassa bilder tagna av kameror med olika brännvidd eller positioner.
* elastisk eller icke-styv transformation: Används för bilder med betydande deformation, som de från medicinsk avbildning eller bilder av deformerbara objekt. Dessa omvandlingar är mer komplexa att uppskatta.
* Bildtransformation (Warping): Slutligen tillämpas transformationen på en eller flera bilder för att vrida dem och anpassa dem till en referensbild. Detta involverar omsampling av pixelvärden med hjälp av tekniker som interpolering (närmaste granne, bilinära, bicubic).
Ansökningar av bildregistrering:
Bildregistrering är avgörande i många applikationer, inklusive:
* Medicinsk avbildning: Anpassa MRI-, CT- och PET -skanningar för att möjliggöra bättre diagnos och behandlingsplanering.
* fjärravkänning: Kombinera bilder från olika satelliter eller flygfotografier för att skapa högupplösta kartor.
* robotik: Skapa en konsekvent bild av miljön från flera sensoringångar.
* Objektspårning: Följer objekt över flera ramar i en video.
* Ändra upptäckt: Identifiera skillnader mellan bilder av samma område som tagits vid olika tidpunkter (t.ex. upptäcker avskogning).
* Mosaicing: Skapa en enda panoramabild från flera överlappande bilder.
Sammanfattningsvis är bildregistrering en grundläggande uppgift i digital bildbehandling som möjliggör kombination och analys av flera bilder, vilket leder till rikare och mer insiktsfull information. Valet av registreringsmetod beror starkt på bildernas natur och typen av geometriska distorsioner som finns.
