[發(fā)明專利]基于多方向?yàn)V波通道特征的多模態(tài)影像匹配方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310215229.6
• 申請(qǐng)日: 2023-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN115953600B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯卓魯;劉玉軒;孫鈺珊;艾海濱;張力;韓曉霞;王保前
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G06V10/74
• 分類號(hào): G06V10/74;G06V10/46;G06V10/40
• 代理公司: 北京星通盈泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11952
• 代理人: 王剛

1.基于多方向?yàn)V波通道特征的多模態(tài)影像匹配方法，其特征在于：包括以下步驟：

從多模態(tài)影像庫(kù)中獲取參考影像和目標(biāo)影像；

對(duì)所述參考影像和所述目標(biāo)影像進(jìn)行特征提取步驟和特征描述步驟：

所述特征提取步驟包括：

構(gòu)建相位一致性模型，通過所述相位一致性模型構(gòu)建所述參考影像和所述目標(biāo)影像的PC圖并進(jìn)行歸一化處理后，采用FAST特征檢測(cè)算法檢測(cè)并提取各影像的特征點(diǎn)；

所述特征描述步驟包括：

通過多尺度多方向的Log-Gabor濾波器對(duì)所述參考影像和所述目標(biāo)影像進(jìn)行處理，構(gòu)建多模態(tài)匹配描述子，基于特征點(diǎn)確定采樣點(diǎn)空間分布并進(jìn)行尺度估計(jì)，結(jié)合采樣點(diǎn)空間分布和尺度估計(jì)結(jié)果進(jìn)行特征匯聚從而形成尺度不變的特征描述子，對(duì)所述尺度不變的特征描述子進(jìn)行主方向估計(jì)，構(gòu)建具有尺度-旋轉(zhuǎn)不變性的特征描述子；

完成所述特征提取步驟和所述特征描述步驟后，使用最近歐式距離進(jìn)行特征點(diǎn)匹配，隨后通過隨機(jī)樣本一致性算法按照相似變換模型進(jìn)行粗差剔除，得到同名點(diǎn)對(duì)集合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述構(gòu)建相位一致性模型，通過所述相位一致性模型構(gòu)建所述參考影像和所述目標(biāo)影像的PC圖并進(jìn)行歸一化處理后，采用FAST特征檢測(cè)算法檢測(cè)并提取各影像的特征點(diǎn)，包括：

基于Log-Gabor濾波器的相位一致性模型表達(dá)如下：

其中，和分別表示log-Gabor小波的尺度和方向；是一個(gè)二維頻率加權(quán)函數(shù)；表示由奇對(duì)稱和偶對(duì)稱的log-Gabor濾波器對(duì)影像的卷積結(jié)果計(jì)算得到的幅值；是一個(gè)二維相位偏差函數(shù)；是一個(gè)引入的誤差分量；符號(hào)表示當(dāng)其中的值為正數(shù)時(shí)取自身，當(dāng)其中的值為負(fù)數(shù)時(shí)則取0；是一個(gè)避免分母為0的小數(shù)；

????PC圖歸一化公式如下：

對(duì)PC圖進(jìn)行歸一化后得到NPC圖，使用所述FAST特征檢測(cè)算法進(jìn)行特征檢測(cè)并提取特征點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：所述通過多尺度多方向的Log-Gabor濾波器對(duì)所述參考影像和所述目標(biāo)影像進(jìn)行處理，包括：構(gòu)建LG特征，所述構(gòu)建LG特征的計(jì)算方式如下：

其中LG特征的尺寸是W*H*O，其中W是影像的寬，H是影像的高，O是Log-Gabor濾波器的方向數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述基于特征點(diǎn)確定采樣點(diǎn)空間分布并進(jìn)行尺度估計(jì)，尺度估計(jì)包括：

通過基于LG的最大尺度序列圖來進(jìn)行尺度估計(jì)；

構(gòu)建最大尺度序列圖的公式為：

其中代表了特征點(diǎn)（x,y）的尺度值，其值等于多尺度下多方向的LG卷積和的最大值對(duì)應(yīng)的序列，代表N_S尺度下多個(gè)方向的LG卷積值的和。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述基于特征點(diǎn)確定采樣點(diǎn)空間分布并進(jìn)行尺度估計(jì)，基于特征點(diǎn)確定采樣點(diǎn)空間分布包括：

以所述特征點(diǎn)為中心，建立三個(gè)不同半徑的同心圓；

所述同心圓的半徑的計(jì)算方式為：

其中i代表同心圓的圈數(shù)，代表第i個(gè)同心圓的半徑，初始值為8，是多尺度Log-Gabor連續(xù)濾波器的尺度因子，是處于（x,y）的特征點(diǎn)的尺度；

將每個(gè)所述同心圓的30度為單元?jiǎng)澐譃?2個(gè)方向，并且在每個(gè)所述同心圓的12個(gè)方向上各確定一個(gè)采樣點(diǎn)；

將確定好的采樣點(diǎn)與作為特征點(diǎn)的采樣點(diǎn)相加，完成采樣點(diǎn)空間分布的確定。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：所述結(jié)合采樣點(diǎn)空間分布和尺度估計(jì)結(jié)果進(jìn)行特征匯聚從而形成尺度不變的特征描述子，特征匯聚包括：

采用高斯核卷積的方式構(gòu)建特征描述子，每個(gè)采樣點(diǎn)的特征向量構(gòu)建方式如下：

高斯核的尺寸的計(jì)算方式為：

其中代表第i個(gè)的同心圓的半徑，代表第i個(gè)同心圓的高斯核的尺寸，i代表同心圓的圈數(shù)，代表尺寸為的高斯卷積核，代表第i個(gè)同心圓的第j個(gè)方向上的采樣點(diǎn)的特征向量，N代表以采樣點(diǎn)中心，為半徑的鄰域。