[發明專利]一種結構自適應的寬基線影像視角不變直線特征匹配方法

有效

• 申請號: 201811584093.1
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109711321B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 陳敏;嚴少華;趙怡濤;朱慶
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 左正超

1.一種結構自適應的寬基線影像視角不變直線特征匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：分別從參考影像和搜索影像中提取參考影像直線特征和搜索影像直線特征并編組，獲得多個參考影像直線特征組和多個搜索影像直線特征組；

步驟(2)：基于所述參考影像直線特征組和所述搜索影像直線特征組進行視角不變直線特征初匹配，獲得初次匹配成功的直線特征，并估計所述參考影像與所述搜索影像之間的核線幾何關系；

步驟(3)：基于所述核線幾何關系，對步驟(2)中未匹配成功的所述參考影像直線特征組和所述搜索影像直線特征組進行二次匹配，獲得二次匹配成功的直線特征；

步驟(4)：基于所述核線幾何關系，對步驟(2)和步驟(3)中均未匹配成功的所述參考影像直線特征和所述搜索影像直線特征進行單直線特征匹配，獲得單直線特征匹配結果；

步驟(5)：將所述初次匹配成功的直線特征、所述二次匹配成功的直線特征以及所述單直線特征匹配結果中匹配成功的直線特征合并得到最終的直線特征匹配結果；

其中，步驟(2)中基于所述參考影像直線特征組和所述搜索影像直線特征組進行視角不變直線特征初匹配，獲得初次匹配成功的直線特征，并估計參考影像與搜索影像之間的核線幾何關系的方法包括：

對任意所述參考影像直線特征組，在所述參考影像上確定對應的參考影像直線特征組視角不變區域；對任意所述搜索影像直線特征組，在所述搜索影像上確定對應的搜索影像直線特征組視角不變區域；

將所述參考影像上所有的所述參考影像直線特征組視角不變區域歸一化為參考影像等邊三角形區域，并以其內切圓區域作為參考影像直線特征組的特征區域；將所述搜索影像上所有的所述搜索影像直線特征組視角不變區域歸一化為搜索影像等邊三角形區域，并以其內切圓區域作為搜索影像直線特征組的特征區域；

分別將所述參考影像直線特征組的特征區域和所述搜索影像直線特征組的特征區域進行子區域劃分，在每個所述參考影像直線特征組的特征子區域和所述搜索影像直線特征組的特征子區域內分別計算梯度方向直方圖并累計，分別獲得所述參考影像直線特征組的特征描述符和所述搜索影像直線特征組的特征描述符；

分別對所述參考影像直線特征組的特征描述符和所述搜索影像直線特征組的特征描述符進行歸一化處理；

利用NNDR算法對所述參考影像直線特征組的特征描述符和所述搜索影像直線特征組的描述符進行匹配，獲得匹配成功的直線特征組，并根據直線特征組中單直線特征的相對左右位置關系確定一一對應的初次匹配成功的直線特征；

將所述匹配成功的直線特征組的交點作為同名點，采用RANSAC方法估計影像之間的基礎矩陣，得到核線幾何關系。

2.根據權利要求1所述的結構自適應的寬基線影像視角不變直線特征匹配方法，其特征在于，步驟(1)中分別從參考影像和搜索影像中提取參考影像直線特征和搜索影像直線特征并編組，獲得多個參考影像直線特征組和多個搜索影像直線特征組的方法包括：

采用國際公認的LSD算子分別對所述參考影像和所述搜索影像提取直線特征，獲得多個所述參考影像直線特征和多個所述搜索影像直線特征；

分別對任意的所述參考影像直線特征和所述搜索影像直線特征，確定下式所示的支撐區域SR_i：

式中，x表示支撐區域SR_i內的像素點，l_i為任意的所述參考影像直線特征或所述搜索影像直線特征，dist()為點到直線的距離函數，length()表示l_i的長度，l_i⊥表示l_i的中垂線，s是一個控制支撐區域大小的參數；

基于l_i，判斷其余任意所述參考影像直線特征或所述搜索影像直線特征l_j,j≠i是否至少有一個端點位于l_i的支撐區域SR_i內，且與l_i的交點位于支撐區域SR_i內，如果是，則將l_j,j≠i與l_i組成一個直線特征組，構成所述參考影像直線特征組或所述搜索影像直線特征組。