[发明专利]一种基于Sift特征的隧道展布图拼接参数处理方法

说明书

本发明为一种基于Sift特征的隧道展布图拼接参数处理方法，用于对隧道检测车所拍摄图像进行拼接，所述的方法包括以下步骤：S1、选择图像的有效匹配范围；S2、获取当前进行匹配的图像；S3、根据图像的灰度均值提升图像亮度；S4、获取图像的Sift特征点并剔除伪匹配点；S5、利用图像特征点的坐标特征进一步剔除误匹配点；S6、计算修正后匹配特征点之间距离的均值、方差以及匹配点的个数，若满足判定阈值，可认为当前两张图匹配成功，否则从步骤2开始，重新选择匹配图，直到满足条件位置；S7、计算两张图像的重叠度，即拼接参数；S8、根据经验值，修正异常拼接参数。本发明能够准确、快速地获取隧道展布图拼接参数。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种基于Sift特征的隧道展布图拼接参数处理方法。

背景技术

隧道工程往往是高速公路、铁路、轨道交通以及城市道路的节点工程，隧道的快速发展带来了巨大的便利和经济利益。隧道建成之后，受自然因素等各方影响，必然会造成各种病害或者损坏，因此隧道的养护维修越来越得到重视。

传统的隧道病害检测多依赖于人工肉眼检测或者人工仪器检测，但是受检修效率的制约，传统方法基本不可能实现全面覆盖无遗漏的检测，也无法保证结果的周期性、及时性以及客观性。目前，主要方法使用摄像设备对物体表面进行图像采集，借助于图像处理技术对图像进行处理和识别，并能够在隧道展布图中展示病害图像、标注病害的类型及位置等特征。为了满足图像精度要求，常采用多个相机进行多次拍摄，然后再将图像进行拼接，最终得到隧道展布图。

目前常用的图像拼接算法主要分类两个类型：（1）基于区域相关的拼接算法，依赖于待拼接图像的灰度值，这种方法经常会因为图像亮度、对比度、区域特征较为接近而导致拼接识别。（2）基于特征相关的拼接算法。利用图像特征作为标准，对图像重叠部分的对应特征区域进行搜索匹配，稳定性较好。但是已有的算法常常存在误匹配的情况，对于隧道中特征单一、相似度高的图像，效果更差，这将严重影响图像拼接的效果。

因此，有必要利用隧道检测车拍摄的图像，其环向通过多个具有重叠度的相机同步拍摄，纵向通过等距离触发相机这一特点，改进特征点匹配的方法，获取隧道展布图的拼接参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Sift特征的隧道展布图拼接参数处理方法，主要解决目前图像拼接中相似度高区域识别差的技术问题。本发明的思路是对隧道检测车中多个相机等距离触发、同一时刻同步拍摄的隧道衬砌图像进行分析，对拼接技术的进行详细分析和研究，提出了有效的解决方法，可以快速、准确地计算出隧道展布图的拼接参数。

本发明可以通过以下技术方案来实现：一种基于Sift特征的隧道展布图拼接参数处理方法，包括以下步骤：

S1、选择图像的有效匹配范围：起始图像编号记为N1，结束图像编号记为N2，其中N1 N2；通常情况下，选择的匹配范围包含50张图像，这样当存在匹配图像的情况下，可以最大可能的获取匹配图像，当不存在匹配图像的情况下，可以及时跳出，最大程度上节约时间。

S2、获取当前进行匹配的图像，所述步骤S2的具体操作如下：

（1）设定相机编号，起始编号记为C1，结束编号记为C2，其中C1C2；

（2）选择当前进行匹配的图像，选择方法如下：

（a）对于纵向拼接参数，需要在同一个相机拍摄的图像中进行选取，相机编号记为Cam_Idx，选取第一张图作为源图，编号记为Pic1_Idx，图像记为Pic1_Src，另外一张图像编号为Pic2_Idx，图像记为Pic2_Src。其中，Pic2_Idx =Pic1_Idx+1，Pic1_Idx ∈[N1，N2-1]，Cam_Idx ∈[C1，C2]；