[发明专利]一种基于双向点特征的UAV图像配准与拼接方法

权利要求书

1.一种基于双向点特征的UAV图像配准与拼接方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，采用FAST算法检测图像特征点，通过灰度质心法赋予特征点主方向，对于检测出的任意一个特征点(x,y)有其中，I(x,y)为点(x,y)处的灰度值，u和v是灰度矩的阶数，而该特征点的质心将特征点与质心的夹角θ视为特征点的主方向，即

采用rBRIEF算法对特征点进行特征描述，生成特征描述子f_n(p)；

构建矩阵构建变换矩阵用得到的旋转矩阵R_θ对矩阵S进行变换，得到了新的特征描述矩阵改进后的描述子表示为g_n(p,θ)＝f_n(p)|(x_i,y_i)∈S_θ；

步骤2，采用双向匹配增加匹配点对或双向匹配筛选匹配点对；

所述的双向匹配增加匹配点对是将待配准图像中检测出的特征点标记为p₁,p₂,p₃,…,p_n，将参考图像中检测出的特征点标记为q₁,q₂,q₃,…,q_n，在经过正向匹配，即在参考图像中搜索待配准图像中特征点的匹配点后，得到两图像中的特征点匹配关系的集合为pq；再进行反向匹配，即在待配准图像中搜索参考图像中特征点的匹配点，得到两图像中的特征点匹配关系的集合为qp；若在反向匹配中存在一组匹配关系q_sp_t，其中s,t＝1,2,…,n且q_s和p_t均未出现在正向匹配关系的集合pq中，则将q_sp_t视为正向匹配中遗漏的匹配关系，并将p_tq_s加入到正向匹配所得到的特征点匹配关系集合pq中，得到拥有更多匹配点对的集合PQ；

所述的双向匹配筛选匹配点对是将待配准图像中检测出的特征点标记为p₁,p₂,p₃,…,p_n，将参考图像中检测出的特征点标记为q₁,q₂,q₃,…,q_n，在经过正向匹配，即在参考图像中搜索待配准图像中特征点的匹配点后，得到两图像中的特征点匹配关系的集合为pq；再进行反向匹配，即在待配准图像中搜索参考图像中特征点的匹配点，得到两图像中的特征点匹配关系的集合为qp；若在正向匹配结果中存在一组匹配关系p_sq_t，其中s,t＝1,2,…,n，且在反向匹配中存在相对应的匹配关系q_tp_s，则将该对点作为正确的匹配点对，否则剔除该匹配关系，依次遍历正向匹配中的所有匹配点对即得到了双向匹配去除误配点的匹配特征点对集合PQ；

步骤3，通过渐进采样一致性算法去除误匹配点对并拟合变换矩阵H的参数；

步骤4，通过得到的变换矩阵H对待配准图像进行投影变换，并通过双线性插值算法得到拼接图像。

2.根据权利要求1所述的基于双向点特征的UAV图像配准与拼接方法，其特征在于：所述的FAST算法进行图像特征点的检测，假设p为图像I中的一个像素点，以p为圆心，确定一个半径为3像素的圆形区域，首先求取任一直径两端点p₁和p₉与p点的像素值之差，若两个点与p点的像素值之差的绝对值都小于设定阈值，则p点不认为是特征点，若均大于阈值则可作为候选点；进一步比较相互垂直的两直径端点p₁、p₅、p₉、p₁₃与中心p的像素值之差，若其中有三个及以上的像素值之差超过设置的阈值，则将p点作为候选点；将圆形区域所有像素点与候选点求得像素值之差，若超过9个点与候选点的像素差超过预先设置的阈值，则将p点设置为特征点。