[發明專利]基于增廣齊次坐標矩陣的圖像間錯誤匹配的檢測方法

有效

• 申請號: 201711007628.4
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107833207B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 林宙辰;征妍
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06F16/583
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種基于增廣齊次坐標矩陣的圖像間錯誤匹配的檢測方法，首先計算查詢圖像Q和待查詢圖像中各匹配特征點的坐標分別對應的增廣齊次坐標矩陣與其轉置矩陣乘積的逆；再依據增廣齊次坐標矩陣乘積行列式對應的二次式，計算得到更精確的錨點；重復上述步驟并不斷減小錨點選擇區間，直至錨點最大誤差不大于設定的閾值；而后依據最終錨點完成全局驗證，并準確找出錯誤匹配點；由此快速去除部分重復圖像搜索中的誤匹配，具有射影不變性；包括如下步驟：

步驟1：對于查詢圖像Q和待查詢圖像提取并匹配兩幅圖像中的特征點，得到兩幅圖像中各匹配特征點的坐標U和

步驟2：對U和進行預處理，得到初始錨點序列；

具體地，當U和坐標序列中無重復點時，初始錨點序列直接設置為匹配點的全部序列{1,2,…,n}，其中n為匹配點數量；當U和坐標存在重復點時，采用前去除或者后去除重復坐標方法，即在一組重復坐標點中只保留最后一個點或第一個序號，全序列去除重復點后的序列即為初始錨點序列；

步驟3：依據U、和構建增廣齊次坐標矩陣；其中，是錨點序列，首次計算時，錨點序列初始值由步驟2得到，疊代過程中，用上一步計算得到的新的錨點序列替代；輸出其中，和分別表示在第t次疊代中計算得出的全部估算點的x坐標和y坐標；具體過程包括：

31)依據錨點序列構建U和中對應錨點的x坐標相應的增廣齊次坐標矩陣:

依據錨點序列構建U和中對應錨點的y坐標相應的增廣齊次坐標矩陣:

32)計算H^xH^x,T和H^yH^y,T的逆并分別分塊，表示為如下形式：

和

其中，均為3階方陣，為逆的6階方陣的第1至3行中的1至3列，為逆的6階方陣的第4至6行中的1至3列，其余類推；

33)依據逆的分塊分別計算和其中，⊙是兩個矩陣或向量的Hadamard矩陣乘積；

34)計算和并輸出其中，和表示在第t次疊代中計算出的全部估算點的x坐標和y坐標；

步驟4：反復調用步驟3并不斷減小錨點選擇區間，直至錨點的最大誤差不大于設定的錨點選擇區間閾值；而后依據最終得到的錨點完成全局驗證，找出錯誤匹配點；

步驟5：在全部序列{1,2,…,n}中去除步驟4得到的錯誤匹配點，使用圖像間相似度計算方法計算圖像間的相似度；最終根據相似度排序輸出圖像檢索結果；由此完成圖像間錯誤匹配的檢測。

2.如權利要求1所述基于增廣齊次坐標矩陣的圖像間錯誤匹配的檢測方法，其特征是，步驟1具體使用尺度不變特征變換SIFT和詞袋模型BoF提取并匹配兩幅圖像中的特征點。

3.如權利要求1所述基于增廣齊次坐標矩陣的圖像間錯誤匹配的檢測方法，其特征是，步驟4疊代計算的輸入為U、δ⁽¹⁾、ρ∈(0,1)、end_threshould，以及疊代次數t、初始設定的錨點序列的最大誤差值D、錨點序列的初始化值；其中δ⁽¹⁾為初始錨點區間，ρ為錨點區間減小系數，end_threshould為疊代結束標志，輸出為算法最終檢測到的外點索引值集合；具體包括如下過程：

41)依據錨點建立增廣齊次坐標矩陣模型并計算出圖像的預估坐標

42)計算錨點x坐標對應的平均差和標準差錨點y坐標對應的平均差和標準差

43)利用和對第一行標準化，同樣用和對第二行標準化，再用錨點選擇區間閾值δ^(t)來界定各點是否能成為錨點序列中的一員，獲取更新的錨點序列；

44)計算得出錨點序列的最大誤差值D；

45)通過系數l逐步降低錨點序列選取區間；

46)執行步驟41)～45)，循環計算，直至D小于等于設定閾值end_threshold，由此得到最終的錨點；

47)用U和及最終得到的錨點執行步驟41)，完成全部點的幾何驗證，計算得到錯誤匹配點并輸出。

4.如權利要求3所述基于增廣齊次坐標矩陣的圖像間錯誤匹配的檢測方法，其特征是，end_threshould基于業界通用取值標準，優選地，end_threshould取值為5。