[發(fā)明專利]一種多圖像間特征點(diǎn)匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010199016.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN111429493B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 紀(jì)剛;杜靖;王云修;安帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島聯(lián)合創(chuàng)智科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/33
• 分類號(hào): G06T7/33;G06T3/60;G06V10/74
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 于正河

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像處理和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多圖像間特征點(diǎn)匹配方法；其工藝步驟包括：步驟一，利用手機(jī)陀螺儀數(shù)據(jù)計(jì)算每張圖像的旋轉(zhuǎn)矩陣；步驟二，利用旋轉(zhuǎn)矩陣計(jì)算圖像視角方向；步驟三，計(jì)算各圖像視角方向間的夾角；步驟四，根據(jù)夾角大小篩選出預(yù)選圖像對(duì)：步驟五，利用現(xiàn)有算法匹配預(yù)選圖像對(duì)的特征點(diǎn)，得到特征點(diǎn)匹配關(guān)系：步驟六，根據(jù)幾何約束篩選特征點(diǎn)匹配關(guān)系；所述方法步驟完善合理，通過(guò)初步對(duì)圖像對(duì)篩選、以及剔除錯(cuò)誤的特征點(diǎn)匹配關(guān)系，極大減少計(jì)算復(fù)雜度，顯著提高了圖像匹配的精度，本方法在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于屬于計(jì)算機(jī)圖像處理和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多圖像間特征點(diǎn)匹配方法，該算法不僅減少圖像特征點(diǎn)匹配計(jì)算量，而且有效的提高了匹配精度，圖像匹配效果良好。

背景技術(shù)：

特征點(diǎn)匹配就是以影像上提取的具有某種局部特殊性質(zhì)的點(diǎn)(稱為特征點(diǎn))作為共軛實(shí)體，以特征點(diǎn)的屬性參數(shù)即特征描述作為匹配實(shí)體，通過(guò)計(jì)算相似性測(cè)度實(shí)現(xiàn)共軛實(shí)體配準(zhǔn)的影像匹配方法。匹配特征點(diǎn)是特征匹配方法中較簡(jiǎn)單并且有效的匹配方法，在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量(如相對(duì)定向、DEM生成等)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)(如3維場(chǎng)景恢復(fù)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)等)許多領(lǐng)域都是一個(gè)非常重要的基本過(guò)程。

在現(xiàn)有技術(shù)中，公開號(hào)為CN107067370A的中國(guó)專利，公開了一種基于網(wǎng)格變形的圖像拼接方法，涉及圖像拼接技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：S1：對(duì)空間相鄰兩幅圖像，分別提取SIFT特征，匹配特征；S2：采用RANSAC算法迭代計(jì)算，篩選特征點(diǎn)對(duì)；S3：估計(jì)全局射影矩陣并進(jìn)行全局射影變換；S4：運(yùn)用Delaunay三角剖分，對(duì)重疊區(qū)域構(gòu)造稠密三角網(wǎng)格，非重疊區(qū)域構(gòu)造稀疏網(wǎng)格；S5：建立網(wǎng)格變形能量函數(shù)，優(yōu)化全局射影配準(zhǔn)；S6：圖像融合生成寬視野圖像。公開號(hào)為CN106228538B的中國(guó)專利，公開了一種基于logo的雙目視覺(jué)室內(nèi)定位方法，該方法是通過(guò)一、建立logo圖像采集的視覺(jué)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)；二、求得左攝像機(jī)和右攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)；三、利用雙目攝像機(jī)拍攝logo圖像，利用logo圖像視覺(jué)信息特征與Visual?Map數(shù)據(jù)庫(kù)圖像的視覺(jué)信息特征進(jìn)行匹配；保留匹配點(diǎn)將誤匹配點(diǎn)的剔除；四、計(jì)算頂點(diǎn)P和P的三維坐標(biāo)；五、求得左攝像機(jī)在世界坐標(biāo)系下的坐標(biāo)等步驟實(shí)現(xiàn)的。

圖像間特征點(diǎn)匹配需要預(yù)先指定圖像對(duì)，一般情況下兩張圖像是否匹配是未知的；通常做法是暴力匹配，即每張圖像和其他所有圖像進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，當(dāng)某個(gè)圖像對(duì)匹配成功的特征點(diǎn)足夠多時(shí)則認(rèn)為該圖像對(duì)是匹配的，由于特征點(diǎn)匹配存在大量誤匹配，導(dǎo)致大量圖像對(duì)誤匹配，而現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于如何降低誤匹配率、刪除誤匹配點(diǎn)的方法并不完善和明確。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有圖像間特征點(diǎn)匹配處理存在的缺點(diǎn)，針對(duì)當(dāng)前圖像間特征點(diǎn)匹配過(guò)程中匹配計(jì)算量大、誤配率高的不足，設(shè)計(jì)提供一種多圖像間特征點(diǎn)匹配方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的一種多圖像間特征點(diǎn)匹配方法，其工藝步驟如下：

步驟一，利用手機(jī)陀螺儀數(shù)據(jù)計(jì)算每張圖像的旋轉(zhuǎn)矩陣；

步驟二，利用旋轉(zhuǎn)矩陣計(jì)算圖像視角方向；

步驟三，計(jì)算各圖像視角方向間的夾角；

步驟四，根據(jù)夾角大小篩選初始圖像對(duì)，得到預(yù)選圖像對(duì)：

步驟五，利用現(xiàn)有漢明距離以及最近鄰搜索算法匹配預(yù)選圖像對(duì)的特征點(diǎn)，得到特征點(diǎn)匹配關(guān)系：

步驟六，根據(jù)幾何約束篩選特征點(diǎn)匹配關(guān)系，得到高匹配精度的特征點(diǎn)。

本發(fā)明所述步驟一利用手機(jī)陀螺儀數(shù)據(jù)計(jì)算每張圖像的旋轉(zhuǎn)矩陣，其具體過(guò)程為：