[发明专利]一种基于射影不变量的直线匹配方法

说明书

本发明涉及计算机视觉领域，提供一种基于射影不变量的直线匹配方法，包括：步骤1、采集两幅图像；步骤2、对参考图像和待匹配图像进行直线检测，得到参考图像的直线集和待匹配图像的直线集；并进行特征点匹配，得到特征点匹配点集；步骤3、分别获得参考图像和待匹配图像中每条直线的梯度方向；步骤4、使用直线交点和梯度重新定位参考图像和待匹配图像中直线的端点；步骤5、进行参考图像和待匹配图像中的特征点分簇；步骤6、利用直线上两点和直线附近三点构成的五点射影不变量，确定参考图像和待匹配图像中对应局部点集的相似度，并确定参考点集对；步骤7、根据参考点集对及其相似度，进行直线匹配。本发明能提高直线匹配精确性和可靠性。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种基于射影不变量的直线匹配方法。

背景技术

图像特征匹配是计算机视觉里中的一个重要研究方向，直线特征是一类重要的图像特征，在常见的生活场景中十分丰富，如建筑图像等。因此在目标定位、导航、三维重建等诸多领域中都有着广泛应用。

目前的直线匹配方法主要有基于几何交点信息等方式，共面直线交点在视角变化前后可以保持与物体的相对位置关系稳定，可以通过一定方法进行匹配。而非共面直线交点在视角变化前后位置难以确定，因此如何处理非共面直线的匹配问题一直是直线匹配技术的一个难点。

清华学的中国发明专利，申请号201110169453.3，“基于几何关系的直线匹配方法及系统”,该直线匹配方将从两幅图像检测到的直线分别求取交点，然后进行投影变换并利用交点信息生成直线的匹配特征进行直线匹配。此法依赖直线交点，对非共面直线处理效果欠佳。

发明内容

本发明主要解决现有直线匹配方法中对实际场景中存在的大量非共面直线匹配效果不理想的问题，提出一种基于射影不变量的直线匹配方法，以精确地匹配位于不同平面上直线。

本发明提供了一种基于射影不变量的直线匹配方法，包括以下步骤：

步骤1、采集两幅图像，分别标记为参考图像和待匹配图像；

步骤2、对参考图像和待匹配图像进行直线检测，得到参考图像的直线集L＝{a₁,a₂,…,a_n}和待匹配图像的直线集L′＝{b₁,b₂,…,b_m}；并进行特征点匹配，得到特征点匹配点集C＝{(p_i,q_i),i＝1,2,…,k}，其中，(p_i,q_i)表示参考图像和待匹配图像中一一对应的匹配点；

步骤3、分别获得参考图像和待匹配图像中每条直线的梯度方向，并将梯度方向所指向的一侧标记为直线右侧，另一侧标记为直线左侧；

步骤4、使用直线交点和梯度重新定位参考图像和待匹配图像中直线的端点；

步骤5、进行参考图像和待匹配图像中的特征点分簇，对每条直线得到位于其两侧的局部点集，所述局部点集包括：参考图像中位于直线附近且位于直线右侧的点集和位于直线左侧的点集，待匹配图像中位于直线附近且位于直线右侧的点集和位于直线左侧的点集；

步骤6、利用直线上两点和直线附近三点构成的五点射影不变量，确定参考图像和待匹配图像中对应局部点集的相似度；并根据局部点集的相似度确定参考图像和待匹配图像的参考点集对；

步骤7、根据参考点集对及其相似度，进行直线匹配。

进一步的，步骤3中分别获得参考图像和待匹配图像中每条直线的梯度方向，包括以下过程：

获得直线上每个点的梯度方向和大小并取其矢量和的方向作为直线梯度方向。

进一步的，步骤5中，进行参考图像和待匹配图像中的特征点分簇，包括以下过程：