著者

吉村 真 清水 雅夫 田中 正行 奥富 正敏

出版者

一般社団法人情報処理学会

雑誌

情報処理学会研究報告コンピュータビジョンとイメージメディア(CVIM) (ISSN:09196072)

巻号頁・発行日

vol.2007, no.1, pp.169-176, 2007-01-12

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時系列画像を用いた画像処理には,安定で高精度な画像レジストレーションを必要とするものが多い.このような画像レジストレーションでは,多くの場合,アフィン変換や射影変換などの,比較的自由度が低いモーションモデルが採用されてきた.しかし,このようなモーションモデルでは正確に表現できないような変形をする撮影対象もある.本論文では,画像上に多数配置した制御点の移動をパラメータとする,B-Spline画像変形を用いた画像間レジストレーション手法を検討する.従来,このような非剛体レジストレーションでは,画像の輝度勾配を用いた勾配法によってモーションパラメータを求めていたが,テクスチャが少なく輝度勾配が小さい領域では勾配法が安定に収束しない問題があった.そこで,輝度勾配に応じて変化する安定化項をコスト関数に導入し,画像によらず高精度でしかも安定にモーションパラメータを推定できるようにした.非剛体変形する対象の例として,望遠レンズで遠方の対象を撮影するときに生じる大気揺らぎ(かげろう)と,水面を通して水中物体を撮影するときに生じる揺らぎを取り上げる.これらの揺らぎは,観測時間を十分に長く取れば平均位置に対して対称になる.そこで,このような揺らぎを含む時系列画像を時間方向に平均化することで,空間的にぼやける代わりに揺らぎを除去できる.この平均化画像に対して各入力画像を非剛体レジストレーションすることで,入力時系列画像から揺らぎを除去することができる.揺らぎを含む実画像を利用した実験を行い,効果を確認した.A stable and highly accurate image registration technique is required for sequential image processing. Affine and projective transforms are often used for motion models of the image registration, but some objects cannot be modeled with the motion models using such a limited number of parameters. In this paper we discuss a non-rigid registration that utilizes a B-Spline image transformation with a parameter-set of the control vertex positions. The parameter-set can be estimated using a gradient-based parameter optimization method. The optimization method is, however, sometimes unstable at texture-less regions with image noise. We have introduced a stabilization term that varies with the magnitude of image gradient to the cost function, which allows estimating a stable and accurate parameter-set even if the image has a weak texture.In the experiments, we have applied the stable non-rigid registration technique to eliminate two types of fluctuations in image sequences; an atmospheric fluctuation and a fluctuation through a watter surface. A deformation-eliminated reference image is obtained by averaging image frames in the sequence, and then each frame is non-rigidly registered to the reference image. The experimental results demonstrate the stability and accuracy of the proposed non-rigid image registration technique.