（定稿）平武县马铃薯脱毒种薯种苗繁育项目可行性研究报告4

基于互信息只依赖于图像本身的信息，不需要对图像进行特征点提取和组织分类等预处理，是种自动而有效的配准算法。

该算法可靠，对图像中的几何失真灰度不均匀和数据的缺失等不敏感。

不依赖于任何成像设备，可应用于多模态医学图像配准。

基于互信息的图像配准也有其缺点，它运算量大，对噪声敏感，要求待配准图像间联合概率分布函数必须是严格正性的。

河北工程大学毕业设计论文图像配准主要是去除或抑制待配准图像与参考图像之间的几何不致性，包括平移旋转缩放。

基于互信息的图像配准的实现。

过程是首先对待配准图像进行坐标变换和插值，得到变换后的图像，然后与参考图像求解两幅图像间的互信息，并进行优化算法，逐步找到具有最大互信息值的配准参数，即最优坐标变换参数。

最后对待配准图像利用最优变换参数进行坐标变换得到配准的图像。

算法基本算法实现思想是把整个过程分为若干轮迭代，每轮迭代都有个搜索方向，进行次维搜索。

在每轮搜索中都要先确定个初始点，从初始点出发沿已知的个搜索方向次进行维搜索，得到个最好的点，接着再沿与连线方向进行次维搜索，得到本轮最好点然后以改点作为初始点进行新轮迭代。

基本的实现算法如下给定允许误差初始点和个线性无关的方向。

从出发依次沿方向进行维搜索，得，再从出发沿与连线方向进行维搜索，得到。

如果，停止搜索，得到点否则置，变换在实际应用中，图像之间的关系是很复杂的，变换般也不是单的形式，但是为了实验研究，并考虑到误差的可允许性，通常将变换模型分为两大类线性变换和非线性变换。

在图像处理中，经常用到的变换形式主要有刚体变换仿射变换投影变换透视变换多项式变换等。

下面显示了几种常见的几何变换。

图常见的几种几何变换刚体变换。

如果第幅图像变换到第二幅图像后，图像中亮点间的距离仍保持不变，简单的说就是物体或镜头的运动不影响成像物体非让相对尺寸及形状，那么这种变换称为刚体变换，它是平移旋转和缩放的组合，其数学描述为其中，是比例缩放因子，是旋转角，和是平移量。

般最少需要两对点来求解河北工程大学毕业设计论文变换参数。

仿射变换。

仿射变换是更复杂些的图像形变，它在复杂畸变下仍然能保持很好的数学特性。

其数学表达式为仿射变换是种常用的配准变换模型，对于在不同位置的相同视角拍摄同场景目标而成的两幅图像的配准问题，它能够很好地满足配准要求。

仿射变换后直线依然映射为直线，仍然保持平衡关系，其包含六个参数，至少需要三对不在条直线上的控制点来求解变换参数。

二维投影数学描述为投影变换与仿射变换都可以保证任意方向的直线变换后仍为直线。

但是投影变换的九个自由度对应于九个系数可以满足平行四边形的映射，这是具有六个自由度的仿射变换所不能做到的。

多项式变换的般形式可表示为公式多项式变换最早应用于遥感图像的几何校正。

用般变换矩阵表示的变换都可以用多项式变换得到。

当多项式阶数升高时，所能实现的变换种类和任意性也相应地增加，但是其运算量就急剧增大。

实际中，为了保证计算速度，多项式变换模型般均采用三次以下，而次多项式模型就是仿射变换模型。

透视变换通常用于描述三维场景到平面的映射。

如果个目标在三维场景中坐标为，那么它投影到平面上的图像坐标，通过透视变换可描述为平移变换河北工程大学毕业设计论文平移变换是指将图像中所有像素都按照给定的平移量水平垂直方向移动如图所示，设，为原图像上的点，图像水平平移量为，垂直平移量为，则平移后点坐标变换为，。

，和，满足下列关系用矩阵表示为对式的矩阵求逆，可以得到反向变换其对应的坐标方程为通过式，平移后新图像中的任点都可以在原图像中找到对应的点。

例如，对于新图像中的点代入方程组，可以求出在原图像中的对应点为，当大于或大于时，点不在原图像中，也就是说改点的灰度值在原图像中没有定义，此时可以直接将它的灰度值设置为或。

相反，原图像右侧的部分像素点没有包含在新图像中，也就是说原图像中有点被移出了显示区域。

旋转变换旋转是指将图像中所有的像素按给定的角度在平面内顺时针或者逆时针沿圆弧路径进行变换。

通常约定为正值时做逆时针旋转，为负值时做顺时针旋转。

当基准点为原点时，原始点，和变换后，的角度和坐标关系如图所示。

其中是点到原点的距离，是点，与轴的夹角，是旋转角。

利用三角函数，可以计算出旋转前后的坐标满足下列关系。

旋转前旋转后河北工程大学毕业设计论文用矩阵表示为对式求逆矩阵，可以得到反向变换上述旋转是以坐标原点，为基点进行的，但在实际应用中，往往是以图像中心为基点对图像进行旋转。

此时的做法是先将坐标系平移到图像中心，再进行旋转，然后平移回新的坐标原点。

下面推导坐标系平移的转换表达式。

将坐标系平移到坐标系处，其中坐标系的原点在坐标系中的坐标为则它们的坐标变换矩阵表达式为其逆变换转换矩阵表达式为如果图像旋转前中心坐标为旋转后中心坐标为则旋转变矩阵的表达式为对图像进行旋转变换主要用函数，，参数表示往往是以图像中心为基点对图像进行旋转。

此时的做法是先将坐标系平移到图像中心，再进行旋转，然后平移回新的坐标原点。

通常约定为正值时做逆时针旋转，为负值时做顺时针旋转。

河北工程大学毕业设计论文基于互信息的图像配准总体设计思路和图像配准实现此算法设计的基于平台的图像配准程序的流程如图否白天是否白天交通情况控制交通情况控制结束结束环境明暗控制环境明暗控制设置时间设置时间声光报警声光报警是是是模拟路灯控制系统测试与结果分析测试方法与结果环境明暗检测测试在定时功能稳定的前提下，将连接主控制器的光敏电阻置于正常光照阻值约为零点几千欧，灯不亮，当遮挡此光敏电阻阻值约为十几千欧以上，使其所在环境光线变暗时点亮，去掉遮挡时熄灭。

用手遮住光敏电阻时，灯再次点亮，移开手时灯熄灭，此部分工作正常。

交通情况测试物体从左向右运动，当到达点时正常点亮，当物体运动到点时熄灭点亮，当物体移动到时，熄灭物体从右向左移动，当到达点时点亮，当物体运动到点时熄灭点亮，当物体运动到时熄灭。

此部分系统工作正常。

路灯故障检测报警测试在其它切外部条件正常的情况下，当路灯在接收到信号后不能正常点亮或熄灭，则判定为故障，故障检测通过光敏电阻接受到光照情况来判断。

当故障发生时，发出声光报警，同时液晶显示故障所在位置。

在本次测试中，在切外部条模拟路灯控制系统模拟路灯控制系统，如果光线暗判断左右方向如果人从左边来如果有人开灯关灯模拟路灯控制系统故障，模拟路灯控制系统如果人从右边来如果有人开灯关灯故障模拟路灯控制系统件正常的情况下，两个灯同时发光，当用物体挡住任个光敏电阻光线，即假定个路灯故障时，电路能正常发出声光报警，并能正常显示故障所在位置。

此故障检测系统正常。

模拟路灯控制系统功率输出测试通过单片机的方式，实现了输出功率的可调。

电压电流值通过单元电路面板监控。

当脉宽在调整时，输出电流明显减小。

从亮到暗电流从减到。

测试结果分析本设计实现了题目所有的基本要求本设计采用的控制器资源有限，如果采用高级的控制芯片，我们会实现更多的控制功能，使系统更完善。

考虑到作品的性价比，外观设计尚有不足之处，应该进步改进，使其更合理美观。

除此之外，本设计增加的创新部分功能如下利用单片机与液晶屏实现主菜单和多级子菜单功能选择参数设定运行与实时监控等功能，实现对路灯模拟控制系统的综合控制。

本系统设计中的显示部分，添加了全部路灯正常故障路灯数量显示。

本设计采用便宜的硬件，硬件功能通过软件实现，元件数少，可靠性高，成本低廉，性价比高，功能满足设计要求。

在发挥部分的输出功率控制中，采用单片机产生脉冲，控制三极管的通断，来实现题目的输出功率要求。

避免了用电位器调节而带来的技术困难。

模拟路灯控制系统总结本系统采用典型单片机芯片作为系统的，体现了极高的性价比。

通过光敏电阻及时检测环境的变化，从而实现路灯的自动开关等障碍路灯的检测则采用在路灯处加装光敏电阻，当光敏电阻正常工作时检测不到光即认为该处路灯已故障通过光电传感器检测道路的交通状况，从而实现题目基本要求的第三部分功能。

另外，友好的人机交换界面及功能键盘极大地方便了操作者使用本系统，并且可以跟不同的环境设定路灯的开关灯时间。

本系统的主要特色是单片机之间采用直接，恒流源的输出功率控制采用方式。

通过全面调试，系统各项性能指标都到达了题目要求器在定的外加电压下，当有光照射时图级的高精度。

基于互信息只依赖于图像本身的信息，不需要对图像进行特征点提取和组织分类等预处理，是种自动而有效的配准算法。

该算法可靠，对图像中的几何失真灰度不均匀和数据的缺失等不敏感。

不依赖于任何成像设备，可应用于多模态医学图像配准。

基于互信息的图像配准也有其缺点，它运算量大，对噪声敏感，要求待配准图像间联合概率分布函数必须是严格正性的。

河北工程大学毕业设计论文图像配准主要是去除或抑制待配准图像与参考图像之间的几何不致性，包括平移旋转缩放。

基于互信息的图像配准的实现。

过程是首先对待配准图像进行坐标变换和插值，得到变换后的图像，然后与参考图像求解两幅图像间的互信息，并进行优化算法，逐步找到具有最大互信息值的配准参数，即最优坐标变换参数。

最后对待配准图像利用最优变换参数进行坐标变换得到配准的图像。

算法基本算法实现思想是把整个过程分为若干轮迭代，每轮迭代都有个搜索方向，进行次维搜索。

在每轮搜索中都要先确定个初始点，从初始点出发沿已知的个搜索方向次进行维搜索，得到个最好的点，接着再沿与连线方向进行次维搜索，得到本轮最好点然后以改点作为初始点进行新轮迭代。

基本的实现算法如下给定允许误差初始点和个线性无关的方向。

从出发依次沿方向进行维搜索，得，再从出发沿与连线方向进行维搜索，得到。

如果，停止搜索，得到点否则置，变换在实际应用中，图像之间的关系是很复杂的，变换般也不是单的形式，但是为了实验研究，并考虑到误差的可允许性，通常将变换模型分为两大类线性变换和非线性变换。

在图像处理中，经常用到的变换形式主要有刚体变换仿射变换投影变换透视变换多项式变换等。

下面显示了几种常见的几何变换。

图常见的几种几何变换刚体变换。

如果第幅图像变换到第二幅图像后，图像中亮点间的距离仍保持不变，简单的说就是物体或镜头的运动不影响成像物体非让相对尺寸及形状，那么这种变换称为刚体变换，它是平移旋转和缩放的组合，其数学描述为其中，是比例缩放因子，是旋转角，和是平移量。

般最少需要两对点来求解河北工程大学毕业设计论文变换参数。

仿射变换。

仿射变换是更复杂些的图像形变，它在复杂畸变下仍然能保持很好的数学特性。

其数学表达式为仿射变换是种常用的配准变换模型，对于在不同位置的相同视角拍摄同场景目标而成的两幅图像的配准问题，它能够很好地满足配准要求。

仿射变换后直线依然映射为直线，仍然保持平衡关系，其包含六个参数，至少需要三对不在条直线上的控制点来求解变换参数。

二维投影数学描述为投影变换与仿射变换都可以保证任意方向的直线变换后仍为直线。

但是投影变换的九个自由度对应于九个系数可以满足平行四边形的映射，这是具有六个自由度的仿射变换所不能做到的。

多项式变换的般形式可表示为公式多项式变换最早应用于遥感图像的几何校正。

用般变换矩阵表示的变换都