[发明专利]星上角点特征实时检测与匹配方法

权利要求书

1.一种星上角点特征实时检测与匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，DDR3读写控制模块进行写操作：根据卫星图像数据生成写地址，DDR3读写控制模块根据写地址，将卫星图像数据从FPGA芯片写入DDR3芯片的blank中；

步骤2，基于FAST的角点特征检测：在DDR3读写控制模块进行写操作的同时，卫星图像数据进入角点特征检测模块，在完成FAST-12的候选角点选取、角点得分值计算、非极大值抑制后，直接输出像素级的角点位置，即角点的行列号，并将角点的行列号输入到DDR3读写控制模块中；

步骤3，DDR3读写控制模块进行读操作：基于步骤2得到的角点的行列号，得到以角点为中心的子图像的行列号，再生成子图像的行列号的读地址，DDR3读写控制模块根据读地址从DDR3芯片的blank中读取子图像的灰度值；

步骤4，角点特征的BRIEF描述子生成与匹配：根据步骤3得到的子图像的灰度值生成BRIEF描述子，对角点特征间的BRIEF描述子进行汉明距离匹配，选取最小汉明距离值对应的角点为匹配的像素级点对；

步骤5，误匹配剔除：根据像素级点对连线的斜率和像素级点对的相关系数，剔除错误的像素级点对；

步骤6，点对的亚像素定位：经过步骤5完成正确的像素级点对输出后，再计算像素级点对的重心位置，获得角点的亚像素级点对，为后续算法提供正确的点对数据。

2.根据权利要求1所述的一种星上角点特征实时检测与匹配方法，其特征在于，步骤2中，所述的FAST-12的候选角点选取如下：

将待检测点表示为C，FAST角点检测算法的公式如式(1)所示：

式中，G_C为待检测点的灰度值，G_Xi(i＝1，2，…，16)为待检测点周围的16个像素的灰度值，t₀为第一给定阈值；

若G_Xi小于G_C-t₀，则S_C→X取值为“-1”，表示比待检测点暗的点；

若G_Xi在[G_C-t₀，G_C+t₀]之间，则S_C→X取值为“0”，表示与待检测点相似的点；

若G_Xi大于G_C+t₀，则S_C→X取值为“1”，表示比待检测点亮的点；

获得以待检测点C为圆心的圆形区域边缘三种类型的灰度像素点“-1”，“0”和“1”；若连续存在12个“-1”或“1”，则认为连续存在12个“-1”的待检测点为暗的候选角点，记为d_a，认为连续存在12个“1”的待检测点为亮的候选角点，记为b_r。

3.根据权利要求1所述的一种星上角点特征实时检测与匹配方法，其特征在于，步骤2中，所述的角点得分值计算，按公式(2)计算：

式中，s为角点的得分值，t₁为第二给定阈值，b_r为亮的候选角点，d_a为暗的候选角点。

4.根据权利要求1所述的一种星上角点特征实时检测与匹配方法，其特征在于，步骤2中，所述的非极大值抑制为：在获得角点得分值后，当将候选角点的得分值大于周围8个角点的得分值时，该候选角点被保留下来，否则被剔除掉。

5.根据权利要求1所述的一种星上角点特征实时检测与匹配方法，其特征在于，步骤3中，所述DDR3读写控制模块进行读操作时，将子图像第一列的列号除以8得到商和余数，根据商和余数生成子图像的所有读地址，实现最小代价的子图像DDR3读操作。