[发明专利]一种基于三维结构坐标约束的运动目标检测方法

摘要

本发明提出一种基于三维结构坐标约束的运动目标检测方法。首先对相邻三帧图像中的匹配点，通过极线约束的方法区分出满足极线约束的匹配点和不满足极线约束的匹配点；然后针对满足极线约束的匹配点，利用Plane&Parallax方法计算出匹配点的三维结构坐标，使用三维结构坐标约束方法区分出满足结构坐标约束的匹配点和不满足结构坐标约束的匹配点；最后将不满足极线约束的匹配点和不满足结构坐标约束的匹配点合并获得运动目标。本发明解决了强视差情况下检测结果虚警率高的问题，同时对两视图下的运动退化情况也有所改善。

主权项

一种基于三维结构坐标约束的运动目标检测方法，其特征在于，首先，对相邻三帧图像中的匹配点，通过极线约束的方法区分出满足极线约束的匹配点和不满足极线约束的匹配点；然后，针对满足极线约束的匹配点，利用Plane&Parallax方法计算出匹配点的三维结构坐标，使用三维结构坐标约束方法区分出满足结构坐标约束的匹配点和不满足结构坐标约束的匹配点；最后，将不满足极线约束的匹配点和不满足结构坐标约束的匹配点合并获得运动目标；所述区分满足极线约束的匹配点和不满足极线约束的匹配点的方法为：步骤101、求取相邻三帧图像中的匹配点对；步骤102、估计前一帧图像与中间帧图像之间的基础矩阵F12，求得每一匹配点的基础矩阵残差di，每一匹配点的基础矩阵残差di的计算如公式(1)所示，di=|xi′TF12xi|---(1)]]>公式(1)中，xi和xi'分别表示在前一帧图像和中间帧图像中对应的第i个特征点，T为转置运算符；步骤103、判断公式(2)是否成立，若公式(2)成立，则该特征点满足极线约束；若公式(2)不成立，则该特征点不满足极线约束，di＜α·med{d1,d2,...}   (2)公式(2)中，α为给定系数阈值，med为取中值函数；求取相邻三帧图像中的匹配点对的方法为：先检测中间帧图像的Harris特征点，然后利用KLT点跟踪的方法跟踪获得中间帧图像的特征点分别在前后两帧图像中的两组匹配点，取两组匹配点的交集作为相邻三帧图像的匹配点；所述匹配点的三维结构坐标s＝(xT,k)T，其中，x为空间点在相邻两帧图像中前一帧图像中的像点；区分满足结构坐标约束的匹配点和不满足结构坐标约束的匹配点的方法为：步骤201、计算特征点的残差εi，计算方式如公式所示，ϵi=|si′TGsi|---(3)]]>公式中，s为通过前一帧图像和中间帧图像得到空间点在前一帧图像和中间帧图像之间的结构坐标；s'为通过中间帧图像和后一帧图像得到的在中间帧图像和后一帧图像之间的结构坐标；G为4×4的矩阵，其秩为2；T为转置运算符；步骤202、判断公式是否成立，若公式成立，则该特征点满足结构坐标约束；若公式不成立，则该特征点不满足结构坐标约束，εi＜β·med{ε1,ε2,...}   (4)公式中，β为给定系数阈值，med为取中值函数。