[發明專利]基于幾何兼容性的特征點匹配方法

有效

• 申請號: 201210069712.X
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102629382A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 王志衡;劉紅敏;霍占強
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種圖像處理與計算機視覺領域圖像特征點自動匹配方法。

背景技術

特征匹配技術在圖像檢索、物體識別、視頻跟蹤以及增強現實等領域有重要應用。目前已有圖像特征點匹配方法主要有以下兩類：

第一類是基于局部紋理信息構造匹配描述子的方法，主要代表有SIFT、SURF、GLOH等匹配描述子(詳見文獻K.Mikolajczyk?and?C.Schmid，A?performance?evaluation?of?local?descriptors.IEEE?Transaction?on?Pattern?Analysis?and?Machine?Intelligence，2005，27(10)：1615-1630.)，該類方法主要利用特征局部紋理信息進行特征匹配，首先為特征確定支撐區域，然后將支撐區域劃分為一系列固定形狀的子區域，最后將每個子區域內包含的圖像紋理信息表示為向量并組成匹配描述子。在圖像形變存在時，該類方法構造的匹配描述子分辨力下降較大，獲得的匹配數量較少。

第二類是基于幾何一致性優化的匹配方法(如文獻J.H.Lee?and?C.H.Won.Topology?Preserving?Relaxation?Labeling?for?Non-rigid?Point?Matching.IEEE?Transactions?on?Pattern?Analysis?and?Machine?Intelligence.2011，33(2)：427-432.)，這類方法利用特征點之間的幾何約束整體構造匹配目標優化函數，從而將匹配問題轉化為一個目標函數優化問題。該類方法利用的特征之間的幾何約束信息相對于第一類方法種使用的特征局部紋理信息在圖像形變下更為穩定，圖像形變下該類方法也能獲得較好匹配結果。但是，該類方法需要解決的幾何優化問題運算十分復雜，且運算量隨著特征點數量的增加呈幾何級數增長，導致該類方法運算效率很低。

發明內容

本發明主要目的是針對圖像形變下特征自動匹配問題，提供一種利用特征之間的幾何關系但不需要進行整體優化的特征點匹配方法。為了實現本目的，本發明提供的基于幾何兼容性的特征點匹配方法包括以下步驟：

步驟S1：從不同角度拍攝同一場景兩幅不同圖像并輸入計算機；

步驟S2：使用SIFT技術進行特征點檢測并計算特征點描述子；

步驟S3：對圖像特征點進行組對處理；

步驟S4：計算任意兩個特征對之間的匹配置信度；

步驟S5：挑選匹配置信度較高的特征對組合作為初始匹配建立已確立特征對匹配集合；

步驟S6：在已確立特征對匹配集合的基礎上利用幾何兼容性建立新特征對匹配；

步驟S61：利用連接兼容性獲得潛在特征對匹配集合；

步驟S62：驗證潛在特征對匹配集合中的匹配是否尺度兼容性條件；

步驟S63：驗證潛在特征對匹配集合中的匹配是否角度兼容性條件；

步驟S64：確定新特征對匹配并添加到已確立特征對匹配集合，重新執行S6直至不能獲得新特征對匹配；

步驟S7：由特征對匹配建立特征點匹配。

本發明提供的基于幾何兼容性的特征點匹配方法，通過將單個特征點組合成特征對作為基本匹配單位，并利用特征對之間的連接性定義幾何兼容性，實現了利用特征之間的幾何關系由已確立匹配不斷引導約束建立后續匹配。相比于已有的基于幾何一致性優化的匹配方法，本發明提供的方法不需要進行整體優化，大大減少了運算量，具有更高的計算效率。

附圖說明

圖1為本發明基于幾何兼容性的特征點匹配方法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示為本發明基于幾何兼容性的特征點匹配方法流程圖，包括步驟：采集圖像并輸入計算機；進行特征點檢測與特征描述；對圖像特征點進行組對處理；計算特征對之間的匹配置信度；挑選初始匹配建立已確立特征對匹配集合；利用幾何兼容性不斷循環建立新特征對匹配；由特征對匹配建立特征點匹配。各步驟的具體實施細節如下：

步驟S1：從不同角度拍攝同一場景兩幅不同圖像并輸入計算機；

步驟S2：使用SIFT技術進行圖像特征點檢測并計算特征點描述子；