In this paper, we present a robust global registration algorithm for multi-frame image mosaics. When we perform a pair-wise registration recovering a projective transformation between two consecutive frames, severe mis-registration among multiple frames, which are not consecutive, can be detected. It is because the concatenation of those pair-wise transformations leads to global alignment errors. To overcome those mis-registrations, we propose a new algorithm using multiple frames for constructing image mosaics. We use a graph to represent the temporal and spatial connectivity and show that global registration can be obtained through the search for an optimal path in the constructed graph. The definition of an adequate objective function characterizing the global registration provides a direct manipulation of the graph. In the presence of moving objects, especially large ones compared with low texture backgrounds, by using the likelihood ratio as the objective function, we can deal with some of the most challenging videos like basketball or soccer Moreover, the algorithm can be parallelized so it can be more efficiently implemented. Finally, we give some experimental results from real videos.
Image stitching method is a technique for obtaining an high-resolution image by combining two or more images. In X-ray image for clinical diagnosis, the size of the imaging region taken by one shot is limited due to the field-of-view of the equipment. Therefore, in order to obtain a high-resolution image including large regions such as a whole body, the synthesis of multiple X-ray images is required. In this paper, we propose a rapid stitching method of digital X-ray images using template-based registration. The proposed algorithm use principal component analysis(PCA) and k-nearest neighborhood(k-NN) to determine the location of input images before performing a template-based matching. After detecting the overlapping position using template-based matching, we synthesize input images by alpha blending. To improve the computational efficiency, reduced images are used for PCA and k-NN analysis. Experimental results showed that our method was more accurate comparing with the previous method with the improvement of the registration speed. Our stitching method could be usefully applied into the stitching of 2D or 3D multiple images.
Kim, Young-Seok;Yi, Byong-Yong;Kim, Jong-Hoon;Ahn, Seung-Do;Lee, Sang-wook;Im, Ki-Chun;Park, Eun-Kyung
한국의학물리학회:학술대회논문집
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한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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pp.103-105
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2002
Whole body stereotactic radiosurgery (WBSRS) technique is believed to be useful for the metastatic lesions as well as relatively small primary tumors in the trunk. Unlike stereotactic radiosurgery to intracranial lesion, inherent limitation on immobilization of whole body makes it difficult to achieve the reliable setup reproducibility. For this reason, it is essential to develop an objective and quantitative method of evaluating setup error for WBSRS. An evaluation technique using image registration has been developed for this purpose. Point pair image registrations with WBSRS frame coordinates were performed between two sets of CT images acquired before each treatment. Positional displacements could be determined by means of volumetric planning target volume (PTV) comparison between the reference and the registered image sets. Twenty eight sets of CT images from 19 WBSRS patients treated in Asan Medical Center have been analyzed by this method for determination of setup random error of each treatment. It is objective and clinically useful to analyze setup error quantitatively by image registration technique with WBSRS frame coordinates.
This paper addresses the estimation of the shift vector from aerial image sequences. The conventional feature-based and area-based matching methods are simulated for determining the suitable image registration scheme. Computer simulations show that the feature-based matching schemes based on the co-occurrence matrix, autoregressive model, and edge information do not give a reliable matching for aerial image sequences which do not have a suitable statistical model or significant features. In area-based matching methods we try various similarity functions for a matching measure and discuss the factors determining the matching accuracy. To reduce the estimation error of the shift vector we propose the reference window selection scheme. We also discuss the performance of the proposed algorithm based on the simulation results.
Image Registration is used many works in image processing widely. But It is difficult to find the accuracy informations such as translation, rotation, and scaling between images. This paper proposes an algorithm that Fourier based image registration using the pyramid edge detection and line fitting. It can be estimated the informations by each sub-pixels. The proposed algorithm can be used for image registrations which high efficiency is required such as GIS, or MRI, CT, image mosaicing, weather forecasting, etc.
Lower limbs deformity is a congenital disease and can also be occurred by an acquired factor. This paper suggests a new technique for surgical planning of Corrective Osteotomy for Lower Limbs (COLL) using 2D-3D medical image registration. Converting to a 3D modeling data of lower limb based on CT (computed tomography) scan, and divide it into femur, tibia and fibula; which composing the lower limb. By rearranging the model based on the biplane 2D images of X-ray data, a 3D upright bone structure was acquired. There are two ways to array the 3D data on the 2D image: Intensity-based registration and feature-based registration. Even though registering Intensity-based method takes more time, this method will provide more precise results, and will improve the accuracy of surgical planning.
영상정합은 동일한 장면에 대해서 서로 다른 시점, 서로 다른 시간 혹은 서로 다른 특성의 센서로부터 얻은 영상들의 위치 관계를 대응 시켜주는 기법이다. 본 논문에서는 가시광선 영상 및 적외선 영상과 같은 다중센서 영상을 정합하기 위한 방법을 제안한다. 영상정합은 두 영상에서 특징점을 추출하고, 특징점 간의 대응 관계를 구함으로써 이루어진다. 기존의 다중센서 영상 정합을 위한 방법으로 정규상호정보를 이용하여 대응 특징점을 선별하는 방법이 제안되었다. 정규상호정보 기반의 영상정합 기법은 두 영상의 통계적 상관성이 전역적이어야 한다는 가정을 전제한다. 그러나 가시광선 영상과 적외선 영상에서는 이를 보장하지 못하는 경우가 많아 대응 특징점의 정확도가 저하되기 때문에 기존의 방법은 안정적인 정합 성능을 기대하기 힘들다. 본 논문에서는 영상의 공간정보로서 기울기 방향정보를 정규상호정보와 결합함으로써, 대응 특징점의 정확도를 향상시켰으며 이를 통해 정확성 및 안정적인 영상 정합 결과를 도모하였다. 다양한 실험 결과를 통해 제안하는 방법의 효용성을 증명하였다.
In clinical practice, CT Angiography is a powerful technique for the visualziation of blood flow in arterial vessels throughout the body. However CT Angiography images of blood vessels anywhere in the body may be fuzzy if the patient moves during the exam. In this paper, we propose a novel technique for removing global motion artifacts in the 3D space. The proposed methods are based on the two key ideas as follows. First, the method involves the extraction of a set of feature points by using a 3D edge detection technique based on image gradient of the mask volume where enhanced vessels cannot be expected to appear, Second, the corresponding set of feature points in the contrast volume are determined by correlation-based registration. The proposed method has been successfully applied to pre- and post-contrast CTA brain dataset. Since the registration for motion correction estimates correlation between feature points extracted from skull area in mask and contrast volume, it offers an accelerated technique to accurately visualize blood vessels of the brain.
영역기반 영상정합은 미리 정의된 특징의 도움 없이 영상을 정합할 수 있기 때문에, 기계학습과 접목된다면 이론 상 다양한 영상정합 문제에 적용 가능하다. 그러나 신속한 정합을 위하여, 미리 정의된 특징을 탐지하여 패치 쌍 후보를 선정에 사용하는데, 이는 영역기반 방법의 적용성에 제약을 준다. 이를 해소하기 위하여 본 연구에서는 단순히 두 패치의 관련도 뿐만 아니라 두 패치가 어느 정도 공간 상 떨어져 있는지에 대한 정보를 제공하는 ConvNet Dart를 개발하였다. 이러한 정보를 기반으로 효율적으로 패치 쌍 탐색공간을 줄일 수 있었다. 추가로 Dart가 제대로 작동할 수 없는 영역을 식별하는 ConvNet Fad를 개발하여 정합의 정밀도를 높였다. 본 연구에서는 이들을 딥러닝으로 학습하였으며, 이를 위해 소수의 정합된 영상에서 다량의 예제를 생성하는 방법을 개발하였다. 마지막으로 단순한 영상정합 문제에 성공적으로 적용하여, 이러한 방법론이 작동하는 것을 보였다.
뉴스페이스(new space) 시대가 도래함에 따라 국내 KOMPSAT-3·3A 위성영상과 해외 위성영상과의 글로벌 융합활용 기술확보가 대두되고 있다. 일반적으로 다중센서 위성영상은 취득 당시의 다양한 외부요소로 인해 영상 간 상대적인 기하오차(relative geometric error)가 발생하며, 이로 인해 위성영상 산출물의 품질이 저하된다. 따라서 본 연구에서는 KOMPSAT-3·3A 위성영상과 해외 위성영상 간 존재하는 상대기하오차를 최소화하기 위한 정밀영상정합(fine-image registration) 방법론을 제안한다. KOMPSAT-3·3A 위성영상과 해외 위성영상 간 중첩영역을 선정한 후 두 영상 간 공간해상도를 통일한다. 이어서, 특징 및 영역 기반 정합기법을 결합한 형태의 하이브리드(hybrid) 정합기법을 이용하여 정합점(tie-point)을 추출한다. 그리고 피라미드(pyramid) 영상 기반의 반복적 정합을 수행하여 정밀영상정합을 수행한다. KOMPSAT-3·3A 위성영상과 Sentinel-2A 및 PlanetScope 영상을 이용하여 제안기법의 정확도 및 성능을 평가하였다. 그 결과, Sentienl-2A 영상 기준 평균 Root Mean Square Error (RMSE) 1.2 pixels, PlanetScope 영상 기준 평균 RMSE 3.59 pixels의 정확도가 도출되었다. 이를 통해 제안기법을 이용하여 효과적으로 정밀영상정합을 수행할 수 있을 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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