图像对齐方法、装置、存储介质以及电子设备与流程

所属的技术人员能够理解，本技术的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本技术的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式（包括固件、微代码等），或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。下面参照图3来描述根据本技术的这种实施方式的电子设备300。图3显示的电子设备300仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图3所示，电子设备300以通用计算设备的形式表现。电子设备300的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元310、上述至少一个存储单元320、连接不同系统组件（包括存储单元320和处理单元310）的总线330以及显示单元340。其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元310执行，使得处理单元310执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本技术各种示例性实施方式的步骤。例如，处理单元310可以执行如下所示的步骤：确定目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，其中，剖面轮廓信息包括：模版轮廓信息、目标轮廓信息；对剖面轮廓信息按照预设筛选方式进行筛选，得到筛选后的剖面轮廓信息，其中，预设筛选方式包括以下至少之一：线长度筛选方式、相似度筛选方式，筛选后的剖面轮廓信息包括以下至少之一：初始剖面轮廓信息、最终剖面轮廓信息；对筛选后的剖面轮廓信息按照预设匹配方式进行匹配，得到目标匹配信息，其中，预设匹配方式包括以下至少之一：第一匹配方式、第二匹配方式，目标匹配信息包括以下至少之一：初始匹配信息、最终匹配信息，其中，第一匹配方式的匹配精度低于第二匹配方式的匹配精度；基于目标匹配信息将目标图像映射到模版图像中。在一种可选的实施方式中：计算目标图像和模版图像的深度直方图，其中，深度直方图包括：模版深度区间、目标深度区间；提取模版深度区间和目标深度区间的区间轮廓信息，将区间轮廓信息作为目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，其中，剖面轮廓信息包括：模版剖面轮廓信息、目标剖面轮廓信息。在一种可选的实施方式中：提取剖面轮廓信息的轮廓线长度；若检测到轮廓线长度大于预设轮廓线长度，则将轮廓线长度对应的剖面轮廓信息作为初始剖面轮廓信息，其中，初始剖面轮廓信息包括：初始目标剖面轮廓信息、初始模版剖面轮廓信息。在一种可选的实施方式中：确定初始剖面轮廓信息的hu矩；基于hu矩确定初始剖面轮廓信息的相似因子；若检测到相似因子大于预设相似因子，则将相似因子对应的剖面轮廓信息作为最终剖面轮廓信息，其中，最终剖面轮廓信息包括：最终目标剖面轮廓信息、最终模版剖面轮廓信息。在一种可选的实施方式中：计算最终剖面轮廓信息的轮廓阶矩，其中，轮廓阶矩用于描述最终剖面轮廓信息的全局特征；基于轮廓阶矩计算最终剖面轮廓信息的参数差值，其中，参数差值包括：质心位置差值、旋转角度差值；依据参数差值确定最终剖面轮廓信息的初始匹配信息，其中，初始匹配信息包括：第一转换矩阵。在一种可选的实施方式中：将初始匹配信息中的第一转换矩阵输入至目标点云配准算法中，得到第二转换矩阵；确定最终剖面轮廓信息的轮廓线长度权重，并将轮廓线长度权重和第二转换矩阵进行相乘叠加运算，得到最终匹配信息。在一种可选的实施方式中：获取最终剖面轮廓信息的轮廓线长度；对轮廓线长度进行归一化处理，得到轮廓线长度权重。在一种可选的实施方式中：分别对初始图像以及初始模版进行滤波处理，得到目标图像和模版图像。存储单元320可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（ram）3201和/或高速缓存存储单元3202，还可以进一步包括只读存储单元（rom）3203。存储单元320还可以包括具有一组（至少一个）程序模块3205的程序/实用工具3204，这样的程序模块3205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线330可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。电子设备300也可以与一个或多个外部设备400（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备300交互的设备通信，和/或与使得该电子设备300能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（i/o）接口350进行。并且，电子设备300还可以通过网络适配器360与一个或者多个网络（例如局域网（lan），广域网（wan）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图所示，网络适配器360通过总线330与电子设备300的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备300使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本技术实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本技术实施方式的方法。此外，上述附图仅是根据本技术示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其他实施例。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由权利要求指出。

背景技术：

1、相关技术中，图像自动对齐技术分主要有两类，一是基于特征点，通过找到两幅图像中同名点计算单应性矩阵，完成两幅图像的自动对齐；二是基于区域的图像对齐，将参考图像旋转和移动，以绝对误差最小或者相关系数最大为衡量标准找到最佳的匹配位置。

2、但是，在依据特征点对齐的方式中，以线激光扫描工件的工作方式为例，生成的深度图纹理特征很少，并且容易产生噪点和数据空洞，这点限制了特征点的提取，不适合使用基于特征点匹配，而基于区域的图像对齐方式中，主要通过子图与原图的相似度来检测目标位置，但是在目标有旋转、局部缺陷导致的形变、噪点等干扰因素下，自动对齐的准确率会大幅度下降。

3、针对相关技术中图像对齐效率较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种图像对齐方法、装置、存储介质以及电子设备，以解决相关技术中图像对齐效率较低的问题。

2、为了实现上述目的，根据本技术的第一方面，提供了一种图像对齐方法。该方法包括：确定目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，其中，剖面轮廓信息包括：模版轮廓信息、目标轮廓信息；对剖面轮廓信息按照预设筛选方式进行筛选，得到筛选后的剖面轮廓信息，其中，预设筛选方式包括以下至少之一：线长度筛选方式、相似度筛选方式，筛选后的剖面轮廓信息包括以下至少之一：初始剖面轮廓信息、最终剖面轮廓信息；对筛选后的剖面轮廓信息按照预设匹配方式进行匹配，得到目标匹配信息，其中，预设匹配方式包括以下至少之一：第一匹配方式、第二匹配方式，目标匹配信息包括以下至少之一：初始匹配信息、最终匹配信息，其中，第一匹配方式的匹配精度低于第二匹配方式的匹配精度；基于目标匹配信息将目标图像映射到模版图像中。

3、进一步地，确定目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，包括：计算目标图像和模版图像的深度直方图，其中，深度直方图包括：模版深度区间、目标深度区间；提取模版深度区间和目标深度区间的区间轮廓信息，将区间轮廓信息作为目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，其中，剖面轮廓信息包括：模版剖面轮廓信息、目标剖面轮廓信息。

4、进一步地，预设筛选方式为线长度筛选方式，筛选后的剖面轮廓信息为初始剖面轮廓信息，对剖面轮廓信息按照预设筛选方式进行筛选，得到筛选后的剖面轮廓信息，包括：提取剖面轮廓信息的轮廓线长度；若检测到轮廓线长度大于预设轮廓线长度，则将轮廓线长度对应的剖面轮廓信息作为初始剖面轮廓信息，其中，初始剖面轮廓信息包括：初始目标剖面轮廓信息、初始模版剖面轮廓信息。

5、进一步地，预设筛选方式为相似度筛选方式，筛选后的剖面轮廓信息为最终剖面轮廓信息，对剖面轮廓信息按照预设筛选方式进行筛选，得到筛选后的剖面轮廓信息，包括：确定初始剖面轮廓信息的hu矩；基于hu矩确定初始剖面轮廓信息的相似因子；若检测到相似因子大于预设相似因子，则将相似因子对应的剖面轮廓信息作为最终剖面轮廓信息，其中，最终剖面轮廓信息包括：最终目标剖面轮廓信息、最终模版剖面轮廓信息。

6、进一步地，预设匹配方式为第一匹配方式，目标匹配信息为初始匹配信息，对筛选后的剖面轮廓信息按照预设匹配方式进行匹配，得到目标匹配信息，包括：计算最终剖面轮廓信息的轮廓阶矩，其中，轮廓阶矩用于描述最终剖面轮廓信息的全局特征；基于轮廓阶矩计算最终剖面轮廓信息的参数差值，其中，参数差值包括：质心位置差值、旋转角度差值；依据参数差值确定最终剖面轮廓信息的初始匹配信息，其中，初始匹配信息包括：第一转换矩阵。

7、进一步地，预设匹配方式为第二匹配方式，目标匹配信息为最终匹配信息，对筛选后的剖面轮廓信息按照预设匹配方式进行匹配，得到目标匹配信息，包括：将初始匹配信息中的第一转换矩阵输入至目标点云配准算法中，得到第二转换矩阵；确定最终剖面轮廓信息的轮廓线长度权重，并将轮廓线长度权重和第二转换矩阵进行相乘叠加运算，得到最终匹配信息。

8、进一步地，确定最终剖面轮廓信息的轮廓线长度权重包括：获取最终剖面轮廓信息的轮廓线长度；对轮廓线长度进行归一化处理，得到轮廓线长度权重。

9、进一步地，在确定目标图像和模版图像的轮廓信息之前，方法还包括：分别对初始图像以及初始模版进行滤波处理，得到目标图像和模版图像。

10、为了实现上述目的，根据本技术的第二方面，提供了一种图像对齐装置。该装置包括：确定单元，用于确定目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，其中，剖面轮廓信息包括：模版轮廓信息、目标轮廓信息；筛选单元，用于对剖面轮廓信息按照预设筛选方式进行筛选，得到筛选后的剖面轮廓信息，其中，预设筛选方式包括以下至少之一：线长度筛选方式、相似度筛选方式，筛选后的剖面轮廓信息包括以下至少之一：初始剖面轮廓信息、最终剖面轮廓信息；匹配单元，用于对筛选后的剖面轮廓信息按照预设匹配方式进行匹配，得到目标匹配信息，其中，预设匹配方式包括以下至少之一：第一匹配方式、第二匹配方式，目标匹配信息包括以下至少之一：初始匹配信息、最终匹配信息，其中，第一匹配方式的匹配精度低于第二匹配方式的匹配精度；映射单元，用于基于目标匹配信息将目标图像映射到模版图像中。

11、根据本技术实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，存储器上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现上述任意一项的图像对齐方法。

12、根据本技术实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项的图像对齐方法。

13、通过本技术，采用以下步骤：确定目标图像和模版图像的剖面轮廓信息，其中，剖面轮廓信息包括：模版轮廓信息、目标轮廓信息；对剖面轮廓信息按照预设筛选方式进行筛选，得到筛选后的剖面轮廓信息，其中，预设筛选方式包括以下至少之一：线长度筛选方式、相似度筛选方式，筛选后的剖面轮廓信息包括以下至少之一：初始剖面轮廓信息、最终剖面轮廓信息；对筛选后的剖面轮廓信息按照预设匹配方式进行匹配，得到目标匹配信息，其中，预设匹配方式包括以下至少之一：第一匹配方式、第二匹配方式，目标匹配信息包括以下至少之一：初始匹配信息、最终匹配信息，其中，第一匹配方式的匹配精度低于第二匹配方式的匹配精度；基于目标匹配信息对目标图像和模版图像进行匹配，本技术通过对轮廓筛选以及后续对轮廓的匹配，解决了相关技术中图像对齐效率较低的问题。进而达到了提升图像对齐效率的效果。