[發明專利]一種基于射影不變量的直線匹配方法

有效

• 申請號: 201610056000.2
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105719309B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 賈棋;高新凱;樊鑫;羅鐘鉉;郭禾
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/30
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 裴毓英

本發明涉及計算機視覺領域，提供一種基于射影不變量的直線匹配方法，包括：步驟1、采集兩幅圖像；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和待匹配圖像的直線集；并進行特征點匹配，得到特征點匹配點集；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；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；步驟6、利用直線上兩點和直線附近三點構成的五點射影不變量，確定參考圖像和待匹配圖像中對應局部點集的相似度，并確定參考點集對；步驟7、根據參考點集對及其相似度，進行直線匹配。本發明能提高直線匹配精確性和可靠性。

技術領域

本發明涉及計算機視覺領域，尤其涉及一種基于射影不變量的直線匹配方法。

背景技術

圖像特征匹配是計算機視覺里中的一個重要研究方向，直線特征是一類重要的圖像特征，在常見的生活場景中十分豐富，如建筑圖像等。因此在目標定位、導航、三維重建等諸多領域中都有著廣泛應用。

目前的直線匹配方法主要有基于幾何交點信息等方式，共面直線交點在視角變化前后可以保持與物體的相對位置關系穩定，可以通過一定方法進行匹配。而非共面直線交點在視角變化前后位置難以確定，因此如何處理非共面直線的匹配問題一直是直線匹配技術的一個難點。

清華學的中國發明專利，申請號201110169453.3，“基于幾何關系的直線匹配方法及系統”,該直線匹配方將從兩幅圖像檢測到的直線分別求取交點，然后進行投影變換并利用交點信息生成直線的匹配特征進行直線匹配。此法依賴直線交點，對非共面直線處理效果欠佳。

發明內容

本發明主要解決現有直線匹配方法中對實際場景中存在的大量非共面直線匹配效果不理想的問題，提出一種基于射影不變量的直線匹配方法，以精確地匹配位于不同平面上直線。

本發明提供了一種基于射影不變量的直線匹配方法，包括以下步驟：

步驟1、采集兩幅圖像，分別標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標記為直線右側，另一側標記為直線左側；

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的點集和位于直線左側的點集，待匹配圖像中位于直線附近且位于直線右側的點集和位于直線左側的點集；

步驟6、利用直線上兩點和直線附近三點構成的五點射影不變量，確定參考圖像和待匹配圖像中對應局部點集的相似度；并根據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；

步驟7、根據參考點集對及其相似度，進行直線匹配。

進一步的，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。

進一步的，步驟5中，進行參考圖像和待匹配圖像中的特征點分簇，包括以下過程：