[發明專利]雙目視覺特征點匹配方法、系統、介質及電子設備

有效

• 申請號: 202110484249.4
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113192113B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 陳小忠;高楨;孫鵬
• 申請（專利權）人: 山東產研信息與人工智能融合研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 祖之強

本公開提供了一種雙目視覺特征點匹配方法、系統、介質及電子設備，所述方法為：獲取雙目相機拍攝的雙目圖像數據；根據得到的雙目圖像數據，選擇特征點；根據得到的特征點位置，計算特征點的描述子；根據兩幅圖像的描述子進行匹配，剔除誤匹配點，輸出最終的匹配點對；其中，至少采用基于雙目相機的幾何約束條件進行誤匹配點的剔除；本公開能夠極大地減少圖像匹配過程中產生的誤匹配，提高圖像匹配精度，為基于特征點匹配的圖像拼接或三維重建等應用奠定了基礎。

技術領域

本公開涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種雙目視覺特征點匹配方法、系統、介質及電子設備。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術，并不必然構成現有技術。

在一些圖像處理的應用中，特征點的誤匹配會直接造成錯誤影響。例如，在視覺定位中，特征點匹配錯誤的直接結果是定位解算錯誤；在圖像拼接中，特征點匹配錯誤的影響是造成圖像拼接的偏差。因此，剔除圖像誤匹配的特征點，提高匹配精度具有重要意義。

發明人發現，當前常用的剔除誤匹配特征點的方法有：漢明距離小于最小距離的兩倍、交叉匹配、KNN匹配及RANSAC等方法。盡管這些方法起到了一定程度的錯誤濾除，但仍存在一定的誤匹配，如圖1所示，為兩個水桶的特征點匹配結果，圖中的連線為匹配的特征點之間的連線，盡管經過KNN匹配和RANSAC等濾除方法，在匹配結果中仍存在一些錯誤的匹配點，如圖中兩個水桶中間的交叉連線。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種雙目視覺特征點匹配方法、系統、介質及電子設備，首先利用雙目相機的幾何約束條件濾除明顯匹配錯誤的特征點，然后利用特征點的質心再剔除一部分錯誤匹配，最后通過剩余特征點之間的關聯性去除錯誤匹配的特征點，通過三輪的濾除操作，能夠顯著降低誤匹配點的數量。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

本公開第一方面提供了一種雙目視覺特征點匹配方法。

一種雙目視覺特征點匹配方法，包括以下步驟：

獲取雙目相機拍攝的雙目圖像數據；

根據得到的雙目圖像數據，選擇特征點；

根據得到的特征點位置，計算特征點的描述子；

根據兩幅圖像的描述子進行匹配，剔除誤匹配點，輸出最終的匹配點對；

其中，至少采用基于雙目相機的幾何約束條件進行誤匹配點的剔除。

作為可能的一些實現方式，基于兩個對應特征點的行坐標關系進行約束，若兩個對應特征點的行坐標相同或者差值在一定的像素范圍內，則認為匹配正確；若兩個對應特征點的行坐標不同或者差值超過了設定的范圍閾值，則認為這一對特征點是誤匹配。

作為可能的一些實現方式，采用基于雙目相機的幾何約束條件進行誤匹配點的剔除后，繼續采用基于雙目相機的幾何約束條件進行誤匹配點的剔除。

作為進一步的限定，求解兩幅圖像中全部特征點的質心，得到質心的二維坐標；

計算質心與各個特征點的角系數；

若對于兩個對應的特征點，與質心角系數的乘積不為負，則認為是正確的匹配點；若角系數的乘積為負數，則認為是這對特征點匹配錯誤。

作為更進一步的限定，任一個特征點的角系數為此特征點與質心的縱坐標之差初除以橫坐標之差。

作為更進一步的限定，采用基于雙目相機的幾何約束條件進行誤匹配點的剔除后，繼續基于特征點關聯性進行誤匹配點的剔除。

作為更進一步的限定，分別計算每一個特征點與其他特征點的角系數，并計算對應角系數的乘積：若存在乘積為負的情況，則認為該特征點為誤匹配；否則認為匹配正確。