一种基于SURF特征的AFM图像自动拼接方法

作     者：刘笑含 方勇纯 任逍 张雪波 LIU Xiaohan;FANG Yongchun;REN Xiao;ZHANG Xuebo

作者机构：南开大学机器人与信息自动化研究所天津300071 天津市智能机器人技术重点实验室天津300071 

出 版 物：《系统科学与数学》 (Journal of Systems Science and Mathematical Sciences)

年 卷 期：2014年第34卷第12期

页      面：1465-1474页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61127006 61203333) 天津市应用基础与前沿技术研究计划(13JCQNJC03200)资助课题 

主　　题：原子力显微镜 SURF特征 RANSAC 变换矩阵. 

摘      要：AFM(Atomic Force Microscope)在生命科学等领域的应用日益广泛,然而,现有的AFM由于扫描范围较小,难以得到尺寸较大的样品的全貌,针对这个问题,文章考虑AFM连续扫描时图像间存在的平移,旋转,尺度变换等关系,提出了一种基于SURF特征的AFM图像自动拼接方法,可快速准确地获取尺寸较大的样品的全貌,并保留其细节信息,以满足生命科学等领域的实际要求,具体而言,文章分析了AFM在进行连续扫描时不同图像间重叠区域的特点,提取得到了图像的SURF(Speeded Up Robust Features)特征,并设计了一种精度较高的图像双向配准方法,通过综合考虑正反两个方向的变换矩阵来得到更为准确的变换参数.在此基础上,采用渐入渐出的加权平均融合方法来消除拼接缝等问题.论文对这种AFM图像自动拼接方法进行了大量实验测试,结果表明:这种AFM图像自动拼接方法具有方便快速,准确度高等优点,可应用于生物细胞扫描来展现其全貌.