[發(fā)明專利]一種城市地區(qū)航空影像角特征匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310489252.0
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103489197A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永軍;熊小東;秦守鵬;黃旭
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 嚴彥

1.一種城市地區(qū)航空影像角特征匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，輸入左、右兩張航空影像以及兩航空影像的初始內(nèi)外方位元素；

步驟2，分別在左、右兩張航空影像上提取建筑物的角特征，包括先在航空影像上提取直線特征，然后根據(jù)直線特征提取角特征，每個角特征由兩條具有相鄰端點且近似垂直的直線段組成，這兩條直線段的交點為角特征的角點，并按照從起始邊到終止邊沿逆時針的夾角小于180度的原則確定角特征的起始邊和終止邊；

步驟3，對于步驟2在左影像上提取的所有角特征，逐個進行以下匹配操作，直至左影像上的所有角特征匹配完畢，

對于左影像上一個待匹配的角特征，根據(jù)兩航空影像的初始內(nèi)外方位元素計算角點在右影像上對應(yīng)的核線，將右影像上的核線上下擴展一定范圍構(gòu)成右影像上的搜索區(qū)，對于右影像上所有落入搜索區(qū)內(nèi)的角特征，逐一與左影像上待匹配的角特征進行同名角特征初始匹配，獲得候選同名角特征；

對于左影像上待匹配的角特征和各候選同名角特征，分別結(jié)合角特征所處位置的影像灰度信息進行同名角特征精匹配，得到左影像上待匹配的角特征和各候選同名角特征之間的相關(guān)系數(shù)，取相關(guān)系數(shù)最大且大于預設(shè)相關(guān)系數(shù)閾值的角特征對作為最終的同名角特征對。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市地區(qū)航空影像角特征匹配方法，其特征在于：進行同名角特征初始匹配的實現(xiàn)方式為，

對于左影像上待匹配的角特征和右影像上落入搜索區(qū)內(nèi)的一個角特征，以兩個角特征的起始邊或兩個角特征的終止邊為同名邊，分別進行以下操作，

采用旋轉(zhuǎn)、平移及縮放變換模型計算兩個角特征之間的坐標變換參數(shù)，將右影像上的角特征變換至左影像上待匹配的角特征坐標系下，坐標變換后兩角特征的同名邊相互重合，然后計算兩個角特征的端點間距；

當所得兩個端點間距中最小值小于距離閾值時得到一個候選同名角特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的城市地區(qū)航空影像角特征匹配方法，其特征在于：進行同名角特征精匹配的實現(xiàn)方式為，對于左影像上待匹配的角特征和右影像上的一個候選同名角特征，分別對兩個角特征獲得各自的1/4有效窗口和3/4有效窗口，在兩個角特征的1/4有效窗口之間根據(jù)影像灰度信息進行匹配計算相關(guān)系數(shù)C_1/4，在兩個角特征的3/4有效窗口之間根據(jù)影像灰度信息進行匹配計算相關(guān)系數(shù)C_3/4，取相關(guān)系數(shù)C_1/4?和C_3/4中的最大值作為兩個角特征之間的相關(guān)系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的城市地區(qū)航空影像角特征匹配方法，其特征在于：對某角特征獲得相應(yīng)1/4有效窗口和3/4有效窗口的實現(xiàn)方式如下，

步驟4.1，以角特征的起始邊為x軸，以角特征的角點為坐標原點O，建立直角坐標系統(tǒng)Oxy，并采用仿射變換模型將角特征的另外一條邊等長糾正到y軸上，計算變換前角特征與新坐標系統(tǒng)Oxy之間的變換參數(shù)；

步驟4.2，以直角坐標系統(tǒng)Oxy的坐標原點O為中心，根據(jù)預設(shè)尺寸取影像窗口，直角坐標系統(tǒng)Oxy的x軸和y軸分別與影像窗口的兩條邊平行，按照步驟4.1所得變換參數(shù)依次計算影像窗口中每一像素點經(jīng)過坐標變換后在角特征所在影像上的坐標，根據(jù)該坐標值在該影像上內(nèi)插獲得像素灰度值，得到糾正后的影像窗口；

步驟4.3，對于糾正后的影像窗口，根據(jù)x軸和y軸將影像窗口劃分為1/4有效窗口和3/4有效窗口，1/4有效窗口中僅取影像窗口位于第一象限內(nèi)的部分；3/4有效窗口中僅取影像窗口位于第二、三和四象限內(nèi)的部分。