[發明專利]聯合共線仿射不變性和尺度旋轉投票的影像匹配方法

在審

• 申請號: 202210075796.1
• 申請日: 2022-01-23
• 公開（公告）號: CN114493996A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 姜三;羅海涵;王力哲
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 魏波

1.一種聯合共線仿射不變性和尺度旋轉投票的影像匹配方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：利用特征提取算法建立待處理影像對(i₁,i₂)的初始匹配點(x_i,x_i')；

S2：對任一所述初始匹配點(i₁,i₂)，基于4鄰域劃分的鄰域點采樣，并利用共線仿射不變性幾何約束進行粗差剔除，得到粗差剔除后的匹配點；

S3：基于所述粗差剔除后的匹配點，利用尺度旋轉投票進行匹配優化與擴展，得到優化擴展后的匹配點；

S4：基于所述優化擴展后的匹配點，利用全局幾何約束進行匹配優化，得到優化后的匹配結果。

2.如權利要求1所述的聯合共線仿射不變性和尺度旋轉投票的影像匹配方法，其特征在于，步驟S1包括：

S1.1：分別提取待處理影像對的局部關鍵點，并生成關鍵點的特征描述子向量；

S1.2：基于所述特征描述子向量的最近歐式距離計算，查找每個特征點距離最近的2個候選匹配點；

S1.3：若最近距離d₁與次近距離d₂的比值ratio＝d₁/d₂小于給定閾值T_d，則保留最近距離的特征點為候選匹配點；

S1.4：結合交叉驗證策略對所述候選匹配點進行左右匹配，將通過交叉驗證的候選匹配點作為待處理影像對的初始匹配點。

3.如權利要求1所述的聯合共線仿射不變性和尺度旋轉投票的影像匹配方法，其特征在于，步驟S2包括：

S2.1：對任一所述初始匹配點(x_i,x_i')，基于4鄰域劃分的鄰域點采樣，得到鄰域點x_i1、x_i2、x_i3和x_i4；

S2.2：基于4個鄰域點，根據共線仿射不變性幾何約束，計算匹配點(x_i,x_i')的相似性；

S2.3：根據匹配點(x_i,x_i')的相似性，基于局部幾何約束進行漸進式粗差剔除，得到粗差剔除后的匹配點。

4.如權利要求3所述的聯合共線仿射不變性和尺度旋轉投票的影像匹配方法，其特征在于，步驟S2.1包括：

S2.1.1：令待匹配影像對為(i₁,i₂)，對于步驟S1提取的任一初始匹配點(x_i,x_i')，首先以影像i₁中待匹配點x_i為中心，以r為搜索半徑確定一個圓形搜索區域；其中，搜索半徑r根據初始匹配點密度計算得到；

S2.1.2：初始匹配點數量為M，初始匹配點的內點率不小于ρ_min，從圓形搜索區域搜索到K個鄰域點，K個鄰域點滿足下述公式：

其中，A為影像像素面積，即寬度*高度；

S2.1.3：利用角度分別為45°和135°的兩條虛線，將圓形搜索區域劃分為4個子區域，并從每個子區域分別選擇一個盡可能遠離中心點x_i并靠近子區域中軸線的鄰域點；如果某個子區域不存在滿足條件的鄰域點，那么重新設定該子區域的搜索半徑為2r，繼續按照上述條件查找，直到找到滿足條件的鄰域點或者搜索半徑r超過最大閾值T_r；

S2.1.4：最終基于鄰域點采樣，得到x_i1、x_i2、x_i3和x_i4。