[發(fā)明專利]一種基于局部相似結(jié)構(gòu)約束的引導(dǎo)性空間一致光伏圖像配準方法

在審

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• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113160284A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋梅萍;李蘭;尚曉笛;李芳
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發(fā)明公開的一種基于局部相似結(jié)構(gòu)約束的引導(dǎo)性空間一致光伏圖像配準方法。該方法對獲取的航拍光伏圖像，利用局部相似結(jié)構(gòu)約束剔除誤匹配點，獲得內(nèi)點率較高的初始匹配集S₀。并利用歐氏距離對最近鄰策略得到的匹配點進行排序，得到浮動較穩(wěn)定的匹配點集合S₁。將一種指導(dǎo)性思想集成到隨機抽樣一致框架，擴大最終正確匹配點數(shù)的同時保證模型的精度。五組不同情況下的光伏圖像實驗結(jié)果證明了本發(fā)明提供的一種基于局部相似結(jié)構(gòu)約束的引導(dǎo)性空間一致光伏圖像配準方法的有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于局部相似結(jié)構(gòu)約束的引導(dǎo)性空間一致光伏圖像配準方法。

背景技術(shù)

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏圖像的處理也變得越來越重要。利用無人機對光伏電站進行航拍巡檢是未來發(fā)展的趨勢。采用圖像處理技術(shù)對光伏設(shè)施的航拍影像進行處理與分析是航拍巡檢的新要求。但是使用室外無人機拍攝航拍圖像時，受飛行高度和拍攝照片分辨率的限制，無法獲得全景光伏太陽能電池板圖像。因此為了獲得視野范圍更大的全景圖，航拍光伏太陽能電池板圖像的拼接具有重要意義，而圖像配準是圖像拼接技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

圖像配準的主要目的是將同一場景在不同時間、不同視角或不同傳感器拍攝到的兩幅或多幅圖像由不同坐標系變換到同一坐標系的過程。圖像配準方法主要有基于灰度的配準方法、基于變換域的配準方法和基于特征的配準方法。目前，基于特征的配準方法仍然是圖像配準領(lǐng)域的研究熱點。對于光照不一致和幾何差異較大的圖像對，基于特征的配準技術(shù)仍然可以準確地找到待配準圖像之間的變換矩陣。

由于光伏圖像的高相似性，使得光伏圖像配準難度增加，目前還沒有通用的圖像配準技術(shù)來實現(xiàn)光伏圖像的配準，如何精確的對光伏圖像進行配準也越來越重要。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種基于局部相似結(jié)構(gòu)約束的引導(dǎo)性空間一致光伏圖像配準方法，具體采用如下步驟：

根據(jù)獲取的航拍光伏圖像，提取圖像的特征點并進行特征描述，并建立兩幅圖像中特征點之間的對應(yīng)關(guān)系，利用局部相似結(jié)構(gòu)約束方法進行誤配剔除，獲得滿足內(nèi)點率要求的初始匹配集S₀；

根據(jù)歐氏距離對最近鄰策略得到的匹配點進行篩選，獲得浮動較穩(wěn)定的匹配點集合S₁；

每次從匹配集S₀中選取最小樣本計算變換模型H(即圖像之間的變換關(guān)系)，再計算S₁中滿足模型H的匹配點，從而消除異常值的同時增加正確的匹配對。

進一步的，利用局部相似結(jié)構(gòu)約束方法進行誤配剔除時：

當p_a,p_b,p_c三點共線時，若p_a,p_b,p_c三點構(gòu)成的鄰域關(guān)系和p'_a,p'_b,p'_c三點構(gòu)成的鄰域關(guān)系在兩幅圖像中一致，則p_a為內(nèi)點，反之為異常點，具體方式為：

首先將距離量化：

其中p_a為一圖像中的待匹配點，p'_a為p_a在另一幅圖像中同名點，p_b和p_c分別為p_a最近鄰點和次近鄰點，p'_b和p'_c同理，N_pi表示p_i的鄰域；

將成本函數(shù)表示為：

其中λ是平衡項系數(shù)，N代表匹配的對數(shù)，c_i和m_i為：