[發(fā)明專利]一種基于射影不變量的直線匹配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610056000.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105719309B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈棋;高新凱;樊鑫;羅鐘鉉;郭禾
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/30
• 代理公司: 大連星海專利事務(wù)所有限公司 21208
• 代理人: 裴毓英

1.一種基于射影不變量的直線匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采集兩幅圖像，分別標(biāo)記為參考圖像和待匹配圖像；

步驟2、對參考圖像和待匹配圖像進行直線檢測，得到參考圖像的直線集L＝{a₁,a₂,...,a_n}和待匹配圖像的直線集L′＝{b₁,b₂,...,b_m}；并進行特征點匹配，得到特征點匹配點集C＝{(p_i,q_i),i＝1,2,...,k}，其中，(p_i,q_i)表示參考圖像和待匹配圖像中一一對應(yīng)的匹配點；

步驟3、分別獲得參考圖像和待匹配圖像中每條直線的梯度方向，并將梯度方向所指向的一側(cè)標(biāo)記為直線右側(cè)，另一側(cè)標(biāo)記為直線左側(cè)；

步驟4、使用直線交點和梯度重新定位參考圖像和待匹配圖像中直線的端點；

步驟5、進行參考圖像和待匹配圖像中的特征點分簇，對每條直線得到位于其兩側(cè)的局部點集，所述局部點集包括：參考圖像中位于直線附近且位于直線右側(cè)的點集和位于直線附近且位于直線左側(cè)的點集，待匹配圖像中位于直線附近且位于直線右側(cè)的點集和位于直線附近且位于直線左側(cè)的點集；其中，進行參考圖像和待匹配圖像中的特征點分簇，包括步驟5-1至步驟5-2：

步驟5-1、如果特征點與直線的距離小于α倍直線長度并且與該直線的垂直平分線的距離小于β倍直線長度，則該特征點位于該直線附近；

步驟5-2、在參考圖像中，對于任意直線a，確定位于直線附近且位于直線右側(cè)的點集為和位于直線左側(cè)的點集為在待匹配圖像中，對于任意直線b，確定位于直線右側(cè)的點集為和位于直線左側(cè)的點集為

步驟6、利用直線上兩點和直線附近三點構(gòu)成的五點射影不變量，確定參考圖像和待匹配圖像中對應(yīng)局部點集的相似度；并根據(jù)局部點集的相似度確定參考圖像和待匹配圖像的參考點集對，包括步驟6-1至步驟6-3：

步驟6-1、對于參考圖像和待匹配圖像中任意一對直線a和b，獲得參考圖像中點集和待匹配圖像中點集的相似度，以及參考圖像中點集和待匹配圖像中點集的相似度，其中，點集相似度的計算使用直線上兩點和直線附近三點構(gòu)成的五點射影不變量，并根據(jù)對應(yīng)點計算得到的射影不變量差別大小來描述局部點集的相似度大小；

步驟6-2、按照步驟6-1的方法，獲得參考圖像和待匹配圖像中所有對應(yīng)直線的局部點集相似度；

步驟6-3、將兩幅圖像中相似度互為最高的局部點集，形成參考點集對；

步驟7、根據(jù)參考點集對及其相似度，進行直線匹配。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射影不變量的直線匹配方法，其特征在于，步驟3中分別獲得參考圖像和待匹配圖像中每條直線的梯度方向，包括以下過程：

獲得直線上每個點的梯度方向和大小并取其矢量和的方向作為直線梯度方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于射影不變量的直線匹配方法，其特征在于，步驟7中，根據(jù)參考點集對及其相似度，進行直線匹配，包括以下子步驟：

步驟7-1、建立n*m大小的全零矩陣S，其中n和m分別表示參考圖像和待匹配圖像中的直線數(shù)目；

步驟7-2、在步驟6中獲得的所有參考點集對中，取出一組參考點集對，并利用該參考點集對中的點對，計算出單應(yīng)矩陣H；

步驟7-3、利用單應(yīng)矩陣H查找參考圖像和待匹配圖像中的所有的重疊直線；

步驟7-4、根據(jù)參考圖像和待匹配圖像的重疊直線，更新矩陣S對應(yīng)元素；

步驟7-5、重復(fù)步驟7-2至7-4，直至所有參考點集對全部計算完畢，得到更新后的矩陣S；

步驟7-6、根據(jù)更新后的矩陣S中的值確定匹配直線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于射影不變量的直線匹配方法，其特征在于，步驟7-3中，利用單應(yīng)矩陣H查找參考圖像和待匹配圖像的重疊直線，包括以下過程：

將參考圖像中所有直線使用H投影到待匹配圖像中，并將待匹配圖像中所有直線使用H^-1投影到參考圖像中；

如果在參考圖像中一條直線a和待匹配圖像中直線b的投影直線方向和距離滿足約束條件，同時待匹配圖像中直線b和直線a的投影直線方向和距離滿足約束條件，則直線a和b為重疊直線。