[发明专利]一种适于隧道环境特性的改进FREAK特征点匹配稳像方法

权利要求书

1.一种适于隧道环境特性的改进FREAK特征点匹配稳像方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)获取视频图像并建立参考帧；

所述步骤1)中还包括标定感兴趣区域的步骤；其余步骤均为对感兴趣区域进行处理；

所述步骤1)具体包括如下步骤：

11)从高速公路隧道摄像头获取视频图像，并标定感兴趣区域；

12)以视频流第一帧图像记为背景帧，并拷贝背景帧作为参考帧Img_bkg；

2)对视频图像进行基于距离约束的FREAK特征提取；

所述步骤2)具体包括如下步骤：

21)以参考帧Img_bkg的下一帧图像作为当前帧Img_cur；

22)在参考帧Img_bkg和当前帧Img_cur上分别提取FREAK特征点，记录FREAK特征点提取过程中的Harris角点响应值Res harris，得到参考帧Img_bkg和当前帧Img_cur的FREAK特征点集合和FREAK特征点集合

23)分别遍历参考帧Img_bkg和当前帧Img_cur对应的FREAK特征点集合和FREAK特征点集合剔除邻域距离为d范围内的非极大Harris响应值所对应的FREAK特征点，得到距离约束后的FREAK特征点集合和FREAK特征点集合

3)对步骤2)获得的FREAK特征进行基于重组Hu不变矩的FREAK特征点匹配，获得特征匹配对集合；

所述步骤3)具体包括如下步骤：

31)分别计算FREAK特征点集合和FREAK特征点集合中所有特征点的四级描述符；

32)依据步骤31)获得的特征点的四级描述符，分级匹配FREAK特征点集合和FREAK特征点集合得到特征匹配对集合Sorig，并记录特征匹配对集合Sorig中各个匹配对匹配过程中的最近和次近Hamming距离；

33)分别计算特征匹配对集合Sorig中匹配对的重组Hu不变矩，并依据重组矩的相似度度量函数重新检验集合Sorig的特征配对情况，得到重组矩过滤后的特征匹配对集合Sm；

其中ψ3,ψ4,ψ6公式如下：

其中，φ3,φ4,φ5,φ7分别为Hu不变矩的分量，公式如下：

φ3＝(η₃₀-3η₁₂)²+(3η₂₁-η₀₃)²

φ4＝(η₃₀+η₁₂)²+(η₀₃+η₂₁)²

φ5＝(η₃₀-3η₁₂)(η₃₀+η₁₂)[(η₃₀+η₁₂)²-3(η₀₃+₂₁)²]+(3η₂₁-η₀₃)(η₂₁+η₀₃)[3(η₁₂+η₃₀)²-(η₂₁+η₀₃)²]

φ7＝(3η₂₁-η₀₃)(η₃₀+η₁₂)[(η₃₀+η₁₂)²-3(η₀₃+η₂₁)²]-(η₃₀-3η₁₂)(η₂₁+η₀₃)[3(η₃₀+η₁₂)²-(η₀₃+η₂₁)²]；

4)基于Hamming距离比的顺序一致性抽样；

5)抖动矢量的估计及当前帧的修正，获得稳定当前帧；

6)背景图像及参考帧的更新，具体包括如下步骤：

61)利用步骤5)中获取的稳定当前帧，建立背景模型；

62)对背景模型实时更新，并重新拷贝作为当前参考帧Img_bkg，并循环执行步骤2)-5)。