[發明專利]寬基線匹配方法及裝置

有效

• 申請號: 201710308810.7
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107464257B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 翟優;郭希維;尉廣軍;何鵬;劉德亮;謝建華;趙慎;王紅云;姚義
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 申超平

本發明適用于計算機視覺與圖像處理技術領域，提供了一種寬基線匹配方法及裝置，所述方法包括：對輸入圖像進行線段檢測，獲得所述輸入圖像的直線集合；對所述直線集合進行平行直線聚類，獲得所述輸入圖像的平行直線分組；從不同的平行直線分組中任意選取兩條直線；根據選取的直線獲得所述輸入圖像的非平行直線交點；確定各個所述非平行直線交點的特征尺度；根據各個所述特征尺度確定特征點主方向；根據所述特征點主方向和預設匹配方法進行寬基線匹配。本發明對于圖像噪聲和光照變化具有較強的魯棒性，并對圖像旋轉、一定的視點及尺度變化具有不變性，為復雜光照條件下，結構化場景的匹配提供了一種可行方法。

技術領域

本發明屬于計算機視覺與圖像處理技術領域，尤其涉及一種寬基線匹配方法及裝置。

背景技術

圖像匹配指尋找同一空間點在不同視點處圖像上的對應點，是圖像處理、計算機視覺等領域的基礎技術之一，在圖像拼接與融合、立體視覺、圖像識別、目標跟蹤等方面具有廣泛的應用。根據匹配點的稠密程度，可將圖像匹配分為稀疏匹配方法和稠密匹配方法。稠密匹配逐點進行匹配，所獲得的匹配點對是稠密的，稠密匹配適合于窄基線匹配，即待匹配圖像之間的視點、旋轉和尺度變化較小。待匹配圖像一般經過極線校正，即候選匹配點對位于同一水平線上。而稀疏匹配方法所獲得的匹配點對是稀疏的，一般首先從圖像中提取特征，然后以特征點、直線等為基元進行匹配。稀疏匹配方法對圖像遮擋、畸變等視差不連續性問題具有較強的魯棒性，獲得了廣泛的應用，適合于寬基線匹配。寬基線匹配指待匹配圖像之間存在較大的旋轉和尺度變化以及視點變化，因此寬基線匹配比窄基線匹配更困難，但寬基線匹配方法應用更為廣泛，如場景識別、智能監控、圖像檢索等，因而寬基線匹配獲得了廣泛的關注。

當前寬基線匹配方法大多基于局部特征，結構化場景，如建筑、家具、車輛等，圖像紋理較為單一，無法提取足夠的特征進行匹配，基于局部特征的匹配方法對結構化場景圖像的匹配效果較差。結構化場景中通常包括豐富的直線，并且復雜形狀物體的邊界可以用多組直線段來近似。為了解決結構化場景圖像的匹配問題，提出了多種基于直線特征的匹配方法。但是現有結構化場景圖像的寬基線匹配以直線整體作為匹配基元，受線段端點檢測誤差和圖像透視畸變的影響較大，無法直接估計極線幾何，并且匹配數目通常較少，極線幾何估計精度較低。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種寬基線匹配方法及裝置，以解決現有結構化場景圖像的寬基線匹配問題。

本發明實施例的第一方面，提供了一種寬基線匹配方法，包括：

對輸入圖像進行線段檢測，獲得所述輸入圖像的直線集合；

對所述直線集合進行平行直線聚類，獲得所述輸入圖像的平行直線分組；

從不同的平行直線分組中任意選取兩條直線；

根據選取的直線獲得所述輸入圖像的非平行直線交點；

確定各個所述非平行直線交點的特征尺度；

根據各個所述特征尺度確定特征點主方向；

根據所述特征點主方向和預設匹配方法進行寬基線匹配。

本發明實施例的第二方面，提供了一種寬基線匹配裝置，包括：

線段檢測模塊，用于對輸入圖像進行線段檢測，獲得所述輸入圖像的直線集合；

直線聚類模塊，用于對所述直線集合進行平行直線聚類，獲得所述輸入圖像的平行直線分組；

直線選取模塊，用于從不同的平行直線分組中任意選取兩條直線；

直線交點獲得模塊，用于根據選取的直線獲得所述輸入圖像的非平行直線交點；

特征尺度確定模塊，用于確定各個所述非平行直線交點的特征尺度；