[發明專利]一種基于直線段上下文特征的遙感圖像匹配方法

有效

• 申請號: 202110344757.2
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113095384B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王正兵;馮旭剛;吳玉秀;聶建華;吳紫恒
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G06V10/75
• 分類號: G06V10/75;G06T3/00;G06T5/40
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜

本發明公開了一種基于直線段上下文特征的遙感圖像匹配方法，屬于圖像特征提取和匹配技術領域。本發明包括以下步驟：分別提取參考圖像和待匹配圖像中的顯著直線結構，分解為直線段作為匹配基元；對于每一條直線段，分別構造直線段上下文特征描述符對其進行描述，通過對比參考圖像和待匹配圖像中各直線段描述符的相似度進行初步匹配；特征迭代匹配；根據迭代匹配結果計算圖像間的轉換矩陣，進行一致性檢驗消除異常匹配點對，得到最終匹配結果。本發明能夠有效克服多源遙感圖像間尺度變化導致的特征描述不準確的問題，在只考慮圖像中顯著直線結構進行匹配的情況下，對于存在較大背景信息變化的多源遙感圖像也能取得較好的匹配效果。

技術領域

本發明屬于圖像特征提取和匹配技術領域，具體涉及一種基于直線段上下文特征的遙感圖像匹配方法。

背景技術

多源遙感圖像匹配是遙感圖像處理的重要研究內容。由于多源遙感圖像是由不同的成像設備在不同成像條件獲取，存在分辨率、時相、拍攝視角，甚至背景內容等差異，這些差異為多源遙感圖像的匹配任務帶來了嚴峻的挑戰。

基于特征的匹配方法是目前常用的多源遙感圖像匹配方法，該方法從兩幅圖像中提取圖像特征作為匹配基元來確定參考圖像和待匹配圖像之間的對應關系。最具代表性的特征匹配算法是Lowe提出的SIFT算法(D.G.Lowe,Distinctive?Image?Features?fromScale-Invariant?Keypoints,International?Journal?ofComputerVision?60(2)(2004)91-110.)，該算法在自然圖像匹配中得到了廣泛的應用，但是多源遙感圖像因成像條件的不同，圖像對應區域之間往往存在明顯的灰度和紋理差異，因此學者們結合多源遙感圖像的特點，對經典的SIFT算法進行了諸多改進工作。

經典的SIFT算法及其改進算法大多使用點特征及其局部特征描述符實現圖像匹配，對于具有顯著灰度變化的多源遙感圖像的匹配效果不佳。為了獲得更加穩定的特征匹配效果，近年來，學者們提出采用輪廓特征或線特征實現多源遙感圖像匹配。Wang等人(Z.Wang,F.Wu,Z.Hu,MSLD:Arobust?descriptorfor?line?matching,PatternRecognition42(5)(2009)941-953.)構建了一種平均標準差直線描述符(mean-standard?deviation?line?descriptor,MSLD)用于匹配圖像中的直線特征。López等人(J.López,R.Santos，X.R.Fdez-Vidal，X.M.Pardo,Two-view?line?matching?algorithmbased?on?context?and?appearance?in?low-textured?images,Pattern?Recognition48(7)(2015)2164-2184.)結合表觀特征和上下文特征，提出了一種迭代式的直線匹配方法。Shi等人(X.Shi,J.Jiang,Automatic?Registration?Method?for?Optical?RemoteSensing?Images?with?Large?BackgroundVariations?Using?Line?Segments,RemoteSensing?8(5)(2016)426-447.)以多源遙感圖像中的直線段為基元，利用線特征之間的幾何位置關系構造了一種有效的直線段描述符。雖然上述方法提供了一些直線特征描述和匹配的策略，但是沒有考慮多源遙感圖像中直線特征檢測本身的困難，其直線檢測結果可能出現漏檢或直線檢測不完整的情況，導致直線特征描述不夠準確。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種基于直線段上下文特征的遙感圖像匹配方法，適用于存在較大背景信息變化的多源遙感圖像匹配。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種基于直線段上下文特征的遙感圖像匹配方法，包括以下步驟：