[发明专利]一种适合变形图像的稠密匹配方法

摘要

一种适合变形图像的稠密匹配方法，属于图像匹配技术领域，该方法包括步骤1：分别在左图像和右图像中人工提取匹配特征点对；步骤2：利用二次多项式纠正原始右图像的相对变形，得到纠正后的右图像；步骤3：对左图像和纠正后的右图像进行稠密匹配；步骤4：确定左图像中像素点在原始右图像中的匹配像素点的像素坐标；本发明将多项式纠正和坐标对应关系保存机制用于变形图像的稠密匹配，可用于多种情况下的图像匹配，特别在图像发生较大变形的情况下也能获得较好的匹配效果，同时为多源图像的稠密匹配提供了新的解决思路，在纠正后的图像中采用相对视差约束搜索区域，缩小了匹配点的搜索范围，提高了匹配效率，增加了匹配结果的可靠性。

主权项

1.一种适合变形图像的稠密匹配方法，其特征在于：所述方法包括：步骤1：分别在左图像和右图像中人工提取匹配特征点对；所述左图像和右图像为相对变形的一对原始待匹配图像；所述匹配特征点对大于5对；所述匹配特征点对构成匹配特征点，能够覆盖左图像和右图像的重叠区域；步骤2：利用二次多项式纠正原始右图像的相对变形，得到纠正后的右图像；具体包括以下步骤：步骤2‑1：将左图像中匹配特征点的像素坐标转换为像平面直角坐标，将原始右图像中所有像素点的像素坐标转换为像平面直角坐标；步骤2‑2：将匹配特征点的像平面直角坐标代入式(1)所示的二次多项式，求解该二次多项式的系数；其中，(X′，Y′)为原始右图像中匹配特征点的像平面直角坐标；(x′，y′)为左图像中匹配特征点的像平面直角坐标，a0、a1、a2、a3、a4、a5、b0、b1、b2、b3、b4、b5为二次多项式系数；步骤2‑3：对原始右图像中所有像素点进行如下操作，得到纠正后的右图像：首先，将原始右图像中像素坐标为(I，J)的像素点对应的像平面直角坐标(X，Y)代入式(2)所示的二次多项式，得到纠正后该像素点的像平面直角坐标(Xnew，Ynew)，然后再将该像平面直角坐标(Xnew，Ynew)转换为像素坐标(Inew，Jnew)；其中，(X，Y)为原始右图像像素点的像平面直角坐标；(Xnew，Ynew)为纠正后的右图像中像素点的像平面直角坐标；a0、a1、a2、a3、a4、a5、b0、b1、b2、b3、b4、b5为由步骤2‑2求解的多项式系数；步骤2‑4：根据原始右图像中像素点的像素坐标(I，J)与纠正后右图像中像素点像素坐标(Inew，Jnew)的对应关系，划分纠正后的右图像像素点的类别，根据纠正后的右图像中像素点的类别确定纠正后右图像中像素点的像素坐标(Inew，Jnew)位置的灰度值；具体方法为：判断原始右图像中像素点的像素坐标(I，J)与纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)的对应关系，如果原始右图像中像素点像素坐标(I，J)与纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)为一一对应关系，则将该类纠正后右图像像素点记为a类像素点，并记录纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)与原始右图像中像素点的像素坐标(I，J)的对应关系，将原始右图像中像素点的像素坐标(I，J)位置的灰度值赋给纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)位置；如果原始右图像中有多个像素点的像素坐标(I，J)与纠正后右图像中同一个像素点的像素坐标(Inew，Jnew)对应，则将该类纠正后右图像像素点记为b类像素点，并记录纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)与原始右图像中多个像素点的像素坐标(I，J)的对应关系，将所有与纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)对应的原始右图像中像素点的像素坐标(I，J)位置的灰度值取平均值后赋给纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)位置；如果原始右图像中没有像素点与纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)对应，则将该类纠正后右图像像素点记为c类像素点，使用双线性内插法计算出纠正后右图像像素点的像素坐标(Inew，Jnew)位置的灰度值；步骤3：对左图像和纠正后的右图像进行稠密匹配；步骤4：确定左图像中像素点在原始右图像中的匹配像素点的像素坐标，具体方法为：对左图像中每一个像素点依次进行如下操作：如果左图像中像素点在纠正后的右图像中的匹配像素点为a类像素点，根据步骤2‑4中针对a类像素点保存的坐标对应关系，用原始右图像中的像素坐标代替纠正后的右图像中匹配像素点的像素坐标；如果左图像中像素点在纠正后的右图像中的匹配像素点为b类像素点，对左图像中像素点采用SIFT算子生成特征描述符，根据步骤2‑4中针对b类像素点保存的坐标对应关系，对纠正后的右图像中的匹配像素点对应的原始右图像中的多个像素点采用SIFT算子生成特征描述符，进行SIFT特征匹配，确定左图像中像素点在原始右图像中的匹配像素点像素坐标；如果左图像中像素点在纠正后的右图像中的匹配像素点为c类像素点，将该纠正后的右图像中的匹配像素点的像素坐标转换为像平面直角坐标，然后再按照式(2)所示的二次多项式的逆变换，求解该匹配像素点在原始右图像中的像平面直角坐标后，分别对左图像中像素点和原始右图像中相应的像素点采用SIFT算子生成特征描述符，进行SIFT特征匹配，确定左图像中像素点在原始右图像中的匹配像素点的像素坐标。