[发明专利]基于缝合线的无人机航拍图像拼接方法

权利要求书

1.一种基于缝合线的无人机航拍图像拼接方法，其特征在于，所述基于缝合线的无人机航拍图像拼接方法通过消除跨重叠区域遮挡，剔除配准误差较大的像素点，求解缝合线所在的最小连通子区域，然后进行缝合线所在连通区域再小化；并在连通区域内，利用递归回溯搜索最短路径方式，生成一条缝合线实现图像拼接；

所述缝合线采用消除跨重叠区域遮挡求解最小连通域的方法，具体包括：

1)采用阈值分割的方法将图像分为两部分，高量值区和低量值区，高量值区即遮挡区域，阈值代价准则定义如式(2)(3)：

其中cost(x，y)为公式

cost(x，y)＝|C(I1(x，y))-C(I2(x，y))|+|D(I1(x，y))-D(I2(x，y))|求得的误匹配度量矩阵，C(I(x，y))表示图像的邻域均值矩阵，D(I(x，y))表示图像的梯度矩阵，δ·TH_max是图像分割阈值，其中TH_max为重叠区域的最大误匹配量值，δ为固定常量，δ∈(0，0.2)；Tcost_b为Tcost的二值化矩阵；

2)判断缝合线的起点和终点是否均在低量值区Tcost_b＝0且位于同一连通分量，即判断起点终点间是否存在一条路径；若不存在，表示图中存在一条或多条跨重叠区域的遮挡；查找跨重叠区域的遮挡，并逐步减小此遮挡区域的量值，直到不存在跨重叠区域的遮挡，使起点和终点位于同一连通分量内；此时起点终点所在的连通区域，即求解的缝合线最小连通域；

缝合线所在连通区域再小化包括：计算两幅图像的距离矩阵，设distance等于0；计算二值矩阵NBH、T_{cost_dist}；由起点开始深度遍历，判断在矩阵T_{cost_dist}为1的区域，是否存在一条起点到终点连通通路，若不存在，则扩大等距线邻域宽度，即增加distance，令distance＝distance+Δd；

所述缝合线所在连通域再小化包括：

求解两幅图像中各像素到边界的最小距离，生成距离矩阵，并对两个距离矩阵进行比较，按式(5)和(6)计算等距线的邻域：

T_{cost_dist}＝NBH(～Tcost_b) (6)

其中，Dist1、Dist2分别表示两幅图像的距离矩阵，distance表示扩展邻域的宽度，其初始值为0，此时NBH为等距线；逐步增大distance，直到由式(6)计算的T_{cost_dist}矩阵为1的区域存在起点到终点的连通通路。

2.如权利要求1所述的基于缝合线的无人机航拍图像拼接方法，其特征在于，所述递归回溯最短缝合线搜索，通过计算各像素点四邻接点到缝合线终点的距离，确定入栈顺序，即搜索方向，并在最小连通域内递归回溯搜索最短缝合线，入栈顺序di由式(4)计算出的索引值确定：

dir_idx＝Index(Sort(Dist(Ad_jpoint(x，y)，Endpoint)) (4)

其中，Adj_point(x，y)表示像素点的四个邻接点坐标，Endpoint表示缝合线终点坐标，Dist()为欧氏距离，Sort()表示对四个距离值降序排列，Index()为排序的索引值；依据栈先进后出的原则，降序入栈，则每次出栈时，将会优先选取距离缝合线终点最近的点。

3.如权利要求1所述的基于缝合线的无人机航拍图像拼接方法，其特征在于，生成缝合线后对缝合线进行优化，缝合线的优化方法包括：针对缝合线上每个像素点，判断缝合线上其四邻接像素点的个数，若大于2个，则表示存在局部回路，此时，按邻接像素点在缝合线上出现的顺序，消除从第一个到最后一个邻接像素点间的像素点，遍历缝合线消除所有小回路，得到一条无回路路径，即优化后的缝合线。

4.一种应用权利要求1～3任意一项所述基于缝合线的无人机航拍图像拼接方法的无人机。