[發(fā)明專(zhuān)利]一種煙田遙感圖像匹配算法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510548515.X
• 申請(qǐng)日: 2015-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105205811A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳澤鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)煙草總公司廣東省公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T7/00
• 代理公司: 廣州粵高專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

1.一種煙田遙感圖像匹配算法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：采用單尺度Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法對(duì)圖像進(jìn)行檢測(cè)并提取角點(diǎn)，獲得圖像角點(diǎn)集；

S2：使用Hessian矩陣檢測(cè)圖像極值點(diǎn)，進(jìn)行特征點(diǎn)定位，并確定特征點(diǎn)所在位置及尺度值；

S3：將Harris檢測(cè)出的角點(diǎn)集與S2中提取的特征點(diǎn)合并，剔除重復(fù)點(diǎn)及對(duì)尺度變化不穩(wěn)定的特征點(diǎn)，形成初始特征點(diǎn)集；

S4：確定初始特征點(diǎn)集的主方向，并為每個(gè)特征點(diǎn)生成64維的特征描述符；

S5：分別對(duì)參考圖像和待配準(zhǔn)圖像使用S1-S4的方法提取特征點(diǎn)，然后進(jìn)行特征點(diǎn)匹配。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙田遙感圖像匹配算法，其特征在于，所述步驟S1的過(guò)程如下：

以圖像I(x,y)中的一點(diǎn)(x,y)為中心，給定一個(gè)小窗ω，令小窗ω在圖像I(x,y)中不同方向的位移為Δx、Δy，圖像I(x,y)中每一點(diǎn)的自相關(guān)函數(shù)表示為：

E(x,y)=Σω[I(xi+Δx,yi+Δy)-I(xi,yi)]2=Σω[Δx·Ix(xi,yi)+ΔyIy(xi,yi)+o(Δx2+Δy2)]2≈Σω([Ix(xi,yi)Iy(xi,yi)]ΔxΔy2)=[ΔxΔy]Σω(Ix(xi,yi))2Σω(Ix(xi,yi)·Iy(xi,yi))Σω(Ix(xi,yi)·Iy(xi,yi))Σω(Iy(xi,yi))2ΔxΔy=[ΔxΔy]I~x2I~x·I~yI~x·I~yI~y2ΔxΔy=[ΔxΔy]M(x,y)ΔxΔy]]>

式中I_x、I_y為圖像I(x,y)的方向?qū)?shù)，I~x2=Ix2⊗ω,I~y2=Iy2⊗ω,]]>I~x·I~y=(Ix·Iy)⊗ω,ω=exp(-i2+j22)]]>為高斯濾波器；

計(jì)算M(x,y)的特征值來(lái)確定點(diǎn)(x,y)是否是角點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煙田遙感圖像匹配算法，其特征在于，所述步驟S2的過(guò)程如下：

S31：利用SURF算法計(jì)算圖像I(x,y)尺度空間中的極值點(diǎn)作為候選特征點(diǎn)；

S32：定義圖像I(x,y)中的點(diǎn)x在尺度σ處的Hessian矩陣定矩陣H=Lxx(x,σ)Lxy(x,σ)Lxy(x,σ)Lyy(x,σ),]]>利用H矩陣求出圖像在(x，y，σ)處的極值后，在極值點(diǎn)的3×3×3立體鄰域內(nèi)進(jìn)行非極大值抑制，選擇比上一尺度、下一尺度及本尺度周?chē)?6個(gè)鄰域值都大或者都小的極值點(diǎn)作為候選特征點(diǎn)，然后在尺度空間和圖像空間中進(jìn)行插值運(yùn)算，得到穩(wěn)定特征點(diǎn)位置及所在尺度值；

S33：以特征點(diǎn)為中心，計(jì)算半徑為6s鄰域內(nèi)的點(diǎn)在水平和垂直方向上的Harr小波響應(yīng)，然后給這些響應(yīng)值賦予高斯權(quán)重系數(shù)，接著將60°范圍內(nèi)的響應(yīng)累加形成新的矢量，最后遍歷整個(gè)圓像區(qū)域，選擇最長(zhǎng)矢量方向作為特征點(diǎn)的主方向；

S34：以特征點(diǎn)為中心，將坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到主方向，按主方向選取邊長(zhǎng)為20s的正方形區(qū)域，將該窗口區(qū)域劃分成4×4的子區(qū)域，計(jì)算5s×5s范圍內(nèi)的小波響應(yīng)，相對(duì)于主方向的水平、垂直方向的Haar小波響應(yīng)為d_x、d_y，同樣賦予響應(yīng)值系數(shù)，然后將每個(gè)子區(qū)域的響應(yīng)系數(shù)及其絕對(duì)值相加形成矢量V＝(Σd_x,Σd_y,Σ|d_x|,Σ|d_y|)即為特征描述符，

式中s表示特征點(diǎn)的尺度值。