[發明專利]一種縮小多視影像匹配同名像點搜索范圍的方法

有效

• 申請號: 201910048674.1
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號: CN109829939B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 張卡;盛業華;閭國年
• 申請（專利權）人: 南京泛在地理信息產業研究院有限公司;南京師范大學
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種縮小多視影像匹配同名像點搜索范圍的方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)對于基準影像上的待匹配像點通過影像的幾何成像模型和物方高程信息，確定其在搜索影像上的具有統一編組規則的初始候選同名像點集合；

(2)以待匹配像點及其初始候選同名像點集合中的所有候選點為觀測數據，基于多視前方交會原理，進行針對同名像點未知物方三維坐標的最小二乘平差計算，并根據多視前方交會的平差結果，計算各組候選同名像點的標準化殘差；

(3)根據候選像點的標準化殘差分布圖、及待匹配像點的實際同名像點位置，對初始候選同名像點集合進行迭代精化處理；

(4)根據步驟(3)各次迭代計算的結果，確定反映多視影像中同名像點位置特征的定量化數值指標，以及區間長度大幅縮小的同名像點搜索范圍，

步驟(1)包括如下步驟：

(11)輸入具有外方位元素的N幅多視影像，及影像覆蓋區域的物方概略高程范圍，所述的物方概略高程范圍表示為：[最大高程值Z_max，最小高程值Z_min]；

(12)對于基準影像I₀上待匹配像點p，根據影像區域的概略高程范圍，利用影像的幾何成像模型確定其在其余各幅搜索影像I_k的同名核線上的M^k個候選同名像點q^k_i；所述的幾何成像模型表達式如下：

(r，c)＝F(X，Y，Z)

其中，r、c為像點在影像中的行號與列號，X、Y、Z為像點對應地物點的物方三維坐標；F為表達影像幾何成像模型的函數，k＝1，2，...，N-1；i＝1，2，…，M^k；對于中心透視投影的航空或近景影像，使用共線條件方程模型，對于多線陣推掃式的航天衛星影像，使用有理函數模型；

(13)基于物方坐標約束，對各幅搜索影像上的大小不同的候選同名像點數量進行一致化處理，按物方坐標將各幅搜索影像上相互獨立的各個候選同名像點統一編組為M_z組初始像點集合，M_z為M^k中的最大值，所述初始像點集合為：

{[b¹₁，b²₁，...，b^N-1₁]，[b¹₂，b²₂，...，b^N-1₂]，...，[b¹_j，b²_j，...，b^N-1_j]，...，[b¹_Mz，b²_Mz，...，b^N-1_Mz]}，其中j∈{1，2，...，M_z}，

步驟(2)包括如下步驟：

(21)對于步驟(1)所確定的M_z組候選同名像點集合，根據其中的各個候選同名像點的行號與列號數值，剔除每幅搜索影像上的重復像點；

(22)以待匹配像點及其剔除重復點后的所有候選同名像點為觀測像點，基于影像的幾何成像模型，構建求解像點未知物方三維坐標近似值改正數X_3×1＝[dX dY dZ]^T的誤差方程矩陣V_2M×1＝A_2M×3X_3×1-L_2M×1；

(23)基于最小二乘原理，對前述的誤差方程矩陣進行平差計算，并在平差結果的基礎上，計算M_z組中第j組候選像點的標準化殘差值其中，為第j組候選點中的第k幅搜索影像I_k上的候選同名像點的標準化殘差值，

步驟(3)包括如下步驟：

(31)繪制M_z組候選同名像點的標準化殘差的分布曲線圖，再根據待匹配像點的實際同名像點位置，從初始候選同名像點集合中選擇出包含真正同名像點的n_z組像點集合，其中n_z≤M_z：{[b¹₁，b²₁，...，b^N-1₁]，[b¹₂，b²₂，...，b^N-1₂]，...，[b¹_j，b²_j，...，b^N-1_j]，...，[b¹_nz，b²_nz，...，b^N-1_nz]}，其中j∈{1，2，...，n_z}，作為新的候選同名像點集合；

(32)若n_z≠M_z，則以n_z組新候選同名像點集合作為新一次平差計算的觀測像點，重新進行步驟(2)的候選點集的標準化殘差計算，并再次挑選包含真正同名像點的t組新候選點集合；此過程迭代進行，直至新候選同名像點集合中的像點數量不再變化為止；

(33)上述迭代計算過程結束后，輸出的t值為2。