Τι είναι η εγγραφή στην ψηφιακή επεξεργασία εικόνας;

Στην ψηφιακή επεξεργασία εικόνας, η εγγραφή είναι η διαδικασία της γεωμετρικής ευθυγράμμισης δύο ή περισσοτέρων εικόνων της ίδιας σκηνής που λαμβάνεται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, από διαφορετικές απόψεις ή από διαφορετικούς αισθητήρες. Ο στόχος είναι να δημιουργηθεί μια ενιαία, συνεπής αναπαράσταση της σκηνής μεταμορφώνοντας τις εικόνες έτσι ώστε τα αντίστοιχα σημεία σε όλες τις εικόνες να ευθυγραμμίζονται όσο το δυνατόν ακριβέστερα.

Σκεφτείτε το σαν να επικαλύπτετε δύο χάρτες της ίδιας περιοχής - κάποιος μπορεί να είναι ελαφρώς λοξός ή μετατοπισμένος σε σύγκριση με το άλλο. Η εγγραφή διορθώνει για αυτές τις αποκλίσεις.

Ακολουθεί μια κατανομή του τι περιλαμβάνει η εγγραφή:

* Προσδιορισμός των αντίστοιχων σημείων (αντιστοίχιση χαρακτηριστικών): Αυτό είναι ένα κρίσιμο πρώτο βήμα. Οι αλγόριθμοι αναζητούν κοινά χαρακτηριστικά στις εικόνες (π.χ. άκρες, γωνίες, ορόσημα) και ταιριάζουν σε τις διαφορετικές εικόνες. Τεχνικές όπως το SIFT (μετασχηματισμό χαρακτηριστικών κλίμακας-αμετάβλητα), το surf (επιταχυνόμενα δυνατά χαρακτηριστικά) και το σφαίρα (προσανατολισμένες γρήγορες και περιστρεφόμενες σύντομες) χρησιμοποιούνται συνήθως για το σκοπό αυτό.

* Εκτίμηση μετασχηματισμού: Μόλις εντοπιστούν τα αντίστοιχα σημεία, εκτιμάται ένας γεωμετρικός μετασχηματισμός που ευθυγραμμίζει καλύτερα τις εικόνες. Αυτός ο μετασχηματισμός μπορεί να είναι:

* Άκαμπτο μετασχηματισμό: Περιλαμβάνει μετάφραση (μετατόπιση), περιστροφή και ενδεχομένως κλιμάκωση. Κατάλληλο όταν οι εικόνες διαφέρουν μόνο στη θέση και τον προσανατολισμό.

* Μετασχηματισμός Affine: Προσθέτει τη διάτμηση στον άκαμπτο μετασχηματισμό, φιλοξενώντας πιο σύνθετες στρεβλώσεις.

* Παρουστικός μετασχηματισμός (ομογραφία): Χειρίζεται προοπτικές στρεβλώσεις, χρήσιμες για εικόνες που λαμβάνονται από σημαντικά διαφορετικές απόψεις. Αυτό χρησιμοποιείται συχνά για την ευθυγράμμιση των εικόνων που λαμβάνονται από κάμερες με διαφορετικά εστιακά μήκη ή θέσεις.

* ελαστικό ή μη άκαμπτο μετασχηματισμό: Χρησιμοποιείται για εικόνες με σημαντική παραμόρφωση, όπως αυτές από ιατρική απεικόνιση ή εικόνες παραμορφώσιμων αντικειμένων. Αυτοί οι μετασχηματισμοί είναι πιο περίπλοκες για εκτίμηση.

* Μετασχηματισμός εικόνας (στρέβλωση): Τέλος, ο μετασχηματισμός εφαρμόζεται σε μία ή περισσότερες εικόνες για να τους στρέψει και να τους ευθυγραμμίσει με μια εικόνα αναφοράς. Αυτό περιλαμβάνει τις τιμές ανακατασκευής εικονοστοιχείων χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως η παρεμβολή (πλησιέστερος γείτονας, bilinear, bicubic).

Εφαρμογές εγγραφής εικόνας:

Η εγγραφή εικόνας είναι ζωτικής σημασίας σε πολλές εφαρμογές, όπως:

* Ιατρική απεικόνιση: Ευθυγράμμιση της μαγνητικής τομογραφίας, CT και PET για να επιτρέψει την καλύτερη διάγνωση και σχεδιασμό θεραπείας.

* Απομακρυσμένη ανίχνευση: Συνδυάζοντας εικόνες από διαφορετικούς δορυφόρους ή αεροφωτογραφίες για τη δημιουργία χαρτών υψηλής ανάλυσης.

* ρομποτική: Δημιουργώντας μια συνεπή άποψη του περιβάλλοντος από πολλαπλές εισόδους αισθητήρων.

* Παρακολούθηση αντικειμένων: Ακολουθούν αντικείμενα σε πολλαπλά πλαίσια σε ένα βίντεο.

* Αλλαγή ανίχνευσης: Προσδιορισμός των διαφορών μεταξύ των εικόνων της ίδιας περιοχής που λαμβάνονται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές (π.χ. ανίχνευση αποψίλωσης).

* μωσαϊκά: Δημιουργία μιας ενιαίας πανοραμικής εικόνας από πολλαπλές επικαλυπτόμενες εικόνες.

Συνοπτικά, η εγγραφή εικόνας είναι ένα θεμελιώδες έργο στην ψηφιακή επεξεργασία εικόνας που επιτρέπει τον συνδυασμό και την ανάλυση πολλαπλών εικόνων, οδηγώντας σε πλουσιότερες και πιο διορατικές πληροφορίες. Η επιλογή της μεθόδου εγγραφής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη φύση των εικόνων και τον τύπο των γεωμετρικών στρεβλώσεων που υπάρχουν.