[發(fā)明專(zhuān)利]一種多維交互的圖像特征參數(shù)提取匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011624298.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112633300B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛志杰;周林;陳英梅;董長(zhǎng)富;劉中偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06V10/74
• 分類(lèi)號(hào): G06V10/74;G06V10/40;G06T3/00;G06T7/80;G06T7/33
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所 61214
• 代理人: 戴媛

1.一種多維交互的圖像特征參數(shù)提取匹配方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、根據(jù)設(shè)置在三維圖像周邊不同位姿相機(jī)，獲取多個(gè)角度視圖，根據(jù)多個(gè)角度視圖參數(shù)、相機(jī)內(nèi)參數(shù)，建立三維圖像與各視圖的關(guān)系模型；

步驟2、提取每個(gè)角度視圖的圖像特征矢量，根據(jù)任意兩個(gè)角度視圖的圖像特征矢量構(gòu)造圖像聯(lián)合特征矢量；

步驟3、根據(jù)圖像聯(lián)合特征矢量構(gòu)造響應(yīng)函數(shù)，確定選取特征點(diǎn)的移動(dòng)方向；

步驟4、根據(jù)雙視圖圖像特征提取匹配方法，提取任意多個(gè)角度視圖中雙視圖特征點(diǎn)，對(duì)雙視圖的圖像聯(lián)合特征矢量進(jìn)行精確配準(zhǔn)，獲得標(biāo)記特征點(diǎn)；

步驟5、結(jié)合步驟4標(biāo)記特征點(diǎn)提取方法以及步驟3確定的移動(dòng)方向，提取所有三維點(diǎn)在不同圖像上的特征點(diǎn)；

步驟6、根據(jù)三維圖像與各視圖的關(guān)系模型，求解所有三維點(diǎn)在不同圖像上的特征點(diǎn)之間的匹配關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多維交互的圖像特征參數(shù)提取匹配方法，其特征在于，步驟1中所述多個(gè)角度視圖劃分為多個(gè)雙視圖，則根據(jù)多個(gè)角度視圖參數(shù)、相機(jī)內(nèi)參數(shù)，建立三維圖像與各視圖的關(guān)系模型具體過(guò)程為：

取雙視圖為左視圖、右視圖，投影矩陣分別是和，相機(jī)內(nèi)參數(shù)矩陣分別是和，以左視圖為參考視圖，則投影矩陣表示為，相機(jī)光心位置，右視圖投影矩陣，相機(jī)光心位置，R表示旋轉(zhuǎn)矩陣，t表示平移向量；

設(shè)三維點(diǎn)X在左右視圖上的投影點(diǎn)分別為x和，則齊次坐標(biāo)表示為：

（1）

式（1）中，相機(jī)光心在左視圖的投影點(diǎn)是極點(diǎn)e，相機(jī)光心C在右視圖的投影點(diǎn)是極點(diǎn)，極點(diǎn)分別與相應(yīng)的投影點(diǎn)連接形成極線，x和對(duì)應(yīng)的極線分別為l和，根據(jù)點(diǎn)在線上建立的數(shù)學(xué)約束，將兩個(gè)光心坐標(biāo)代入式（1），得到：

.（2）

取光心位于投影矩陣的零向量，有PC=0；相機(jī)光心C與x的射線上一個(gè)自由度s，方向由定義的投影矩陣的法線確定，其中是P矩陣的廣義逆，即，其對(duì)應(yīng)的三維點(diǎn)齊次坐標(biāo)表示為：

（3）

對(duì)于矩陣P，取；

由于相機(jī)光心C在右視圖上的投影為極點(diǎn)，則；

和之間的幾何關(guān)系為：

（5）

令，得到；

極線與和關(guān)系表示為，；

設(shè)向量的的斜對(duì)稱(chēng)矩陣，即

.（6）

的行列式值為0；且是秩為2的退化矩陣；

向量由矩陣和叉乘得到：

（7）

將和聯(lián)合，得到

（8）

代入到式（7），結(jié)合式（5）消去s，得到：

（9）

得到左視圖、右視圖上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的幾何約束關(guān)系：

；

該約束關(guān)系即為三維圖像與各視圖的關(guān)系模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多維交互的圖像特征參數(shù)提取匹配方法，其特征在于，步驟1中所述獲取多個(gè)角度視圖，根據(jù)多個(gè)角度視圖參數(shù)、相機(jī)內(nèi)參數(shù)，建立三維圖像與各視圖的關(guān)系模型具體過(guò)程為：

取三個(gè)視圖分別為，取空間直線L，則空間直線L在三個(gè)視圖分別為的投影分別為投影線，每條投影線與空間直線L形成投影面，每條投影線與其相應(yīng)的反向投影面的關(guān)系為：

（10）

將其中一個(gè)平面通過(guò)另外兩個(gè)平面的線性組合，組合的約束關(guān)系為：

（11）

即反向投影面組成的4×3矩陣M的秩為2；該組合的約束關(guān)系即為三維圖像與各視圖的關(guān)系模型。