[发明专利]一种基于时空一致性的无约束多相机画面匹配方法

权利要求书

1.一种基于时空一致性的无约束相机画面匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：读取两个无约束相机A、B拍摄的第n帧图像，n的初始值为1；

S2：分别对两个无约束相机A、B的第n帧图像提取特征点Ω(A，n)、Ω(B，n)；

S3：对每个特征点计算特征描述向量α_n、β_n；

S4：对特征描述向量α_n、β_n进行相似性比对，建立与特征点对应的匹配关系集合M(Ω(A，n+1)，Ω(B，n+1))；

S5：遍历匹配关系集合M(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))，查询其中的稳定匹配关系，将稳定匹配关系归入稳定匹配关系集合SM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))中；当稳定匹配关系的数量达到阈值，用稳定匹配关系集合SM(Ω(A，n+1)，Ω(B，n+1))的值更新最优匹配关系集合BM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))；

否则，对匹配关系集合M(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))进行筛选以保留匹配关系集合M中的较优匹配关系，将所述较优匹配关系归入集合RM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))中，并用所述集合RM更新集合最优匹配关系集合BM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))；

其中，较优匹配关系是指与最优匹配关系集合BM中的元素具有最大一致性的匹配关系，或在匹配关系集合M中为最大一致集的匹配关系；

S6：查询最优匹配关系集合BM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))中的索引在当前帧中对应的实际坐标，通过实际坐标与最优匹配关系集合BM确定的匹配关系计算出变换矩阵H_n+1，建立两个相机A、B各自拍摄的第n+1帧图像间的位置匹配关系；

S7：令n＝n+1，重复上述步骤S1～S6，直至处理完所有图像帧。

2.如权利要求1所述的无约束相机画面匹配方法，其特征在于，所述步骤S5中，第n+1帧图像中的稳定匹配关系集合SM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))根据如下方法获取：

S5.1：保留第n帧中生成的最优匹配关系集合BM(Ω(A，n),Ω(B，n))；

S5.2：通过比较A相机所拍摄的画面中第n帧与第n+1帧间的特征点的相似程度，获得A相机所拍摄的画面中第n帧与第n+1帧间的特征点的匹配关系M(Ω(A，n),Ω(A，n+1))；

通过比较B相机所拍摄的画面中第n帧与第n+1帧间的特征点的相似程度，获得B相机所拍摄的画面第n帧与第n+1帧间的特征点的匹配关系M(Ω(B，n),Ω(B，n+1))；

S5.3：计算A、B两个拍摄相机各自所拍摄的第n+1帧之间的匹配关系集合M(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))；

S5.4：判断上述最优匹配关系集合BM(Ω(A，n),Ω(B，n))中每个元素的左索引号是否为匹配关系集合M(Ω(A，n),Ω(A，n+1))中某个元素的左索引号，若否，则放弃该元素；若是，则进入步骤S5.5；

S5.5：查询该元素对应的右索引号是否与匹配关系集合M(Ω(B，n),Ω(B，n+1))中某个元素的右索引号一致，若否，则放弃该元素，若是，则进入步骤S5.6；

S5.6：验证该元素在匹配关系集合M(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))中是否仍然为匹配关系，如果是，则判定该元素所对应的匹配关系为稳定匹配关系，将所述元素归入稳定匹配关系集合SM(Ω(A，n+1),Ω(B，n+1))中，若否，则放弃该元素。