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《吉林大学》 2013年
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应用于机器人辅助外科的人体面部图像配准方法研究

张超  
【摘要】:在机器人辅助手术视觉导航系统中,图像配准技术是整个系统内的一个重要研究方向,能否精确有效地解决系统内的图像配准问题直接影响着机器人辅助手术的成败,因此对它的研究具有重要意义。本文主要研究机器人辅助外科中人体面部图像配准方法,首先从图像配准的原理出发,分别分析了各种图像配准方法的优缺点,并结合本文的研究需要提出基于辅助标记点的图像配准方法。 本文首先设计了易于提取的标记点,包括其物理属性和位置设计,另外根据侧抑制网络,将其改进提出了新的彩色图像增强方法,然后将RGB颜色矢量空间和OTSU图像分割方法相结合,提出用颜色矢量角度作阈值提取标记点的方法。在标记点匹配上,根据本文标记点的设计方式,提出分块的分析方法,将各个标记点依次标号匹配。 在图像配准中,提出先粗配准再精配准的思想。由于原始两幅图像中人脸面部的倾斜方向相反,所以提出用分块的方法,用仿射变换的方式将分块图像分别粗配准,然后再用刚性变换的方式微调图像使分块图像拼接。之后应用薄板样条原理进行精配准,使图像像薄板一样发生变形,使图像中的面部能发生偏转,最后使浮动图像和参考图像达到完全配准。 由于原始两幅图像中人脸面部的倾斜方向相反,实验结果表明,浮动图像在经过粗配准后,其面部倾斜角度变为正脸,再经过精配准后,面部能发生偏转变形,其倾斜角度与参考图像明显吻合。从标记点的配准误差上看,其误差较小。另外设计的标记点,其特征易于提取,受外界环境的干扰较小,同时计算量大大减小。实验结果证明了本方法的合理有效性,可以满足本系统内的实验要求。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP242;TP391.41

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【参考文献】
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