[发明专利]一种透视变换模型下的宽基线影像直线匹配方法

权利要求书

1.一种透视变换模型下的宽基线影像直线匹配方法，其步骤包括：

1)以大地水准面作为物方平面，找出相机像方平面与物方平面之间的透视变换关系，即透视变换矩阵；其中，找出相机像方平面与物方平面之间的透视变换关系的方法为：首先根据原始影像的宽、高和四个顶点坐标，得到变换后近似梯形的四个顶点坐标，然后根据四个顶点坐标的横坐标最小值u'_min和最大值u'_max求出对应的尺度因子s＝(u'_max-u'_min)/W，W为原始影像的宽；然后根据得到的尺度因子s对透视变换矩阵M进行调整，求出尺度调整后的透视变换矩阵然后建立起原始影像与最终透视变换影像之间的转换关系I'＝M_S^-1*I；其中，I为原始影像，I′为透视变换纠正后影像；

2)根据所述透视变换矩阵，将原始影像投影至物方平面上，得到消除所述原始影像透视变形效应后的正形影像；

3)对得到的所述正形影像进行线段匹配；然后将得到的匹配线段通过所述透视变换矩阵逆变换至所述原始影像上，获取所述原始影像中的匹配线段对；其中，

对所述正形影像进行线段匹配的方法为：①选取两张正形影像并分别从每一张所选正形影像中提取出若干线段，得到两线段集合；②对同一线段集合中任意一对相邻线段，根据线段邻域的灰度梯度信息构建描述符，得到该对相邻线段的LJL结构；③将第一张所选正形影像的一LJL结构作为基准，遍历第二张所选正形影像中的各LJL结构并进行线段匹配，得到两张所选正形影像的匹配线段对；

得到所述LJL结构的方法为：a)对于当前所选的一对相邻线段，延长该对相邻线段得到一交点，然后根据该对相邻线段及其对应的交点，得到对应的线-节点-线的结构单元；b)模仿SIFT描述符，在该结构单元的局部邻域内生成梯度方向直方图，以此构建出LJL描述符，得到该对相邻线段的LJL结构；

将第一张所选正形影像的一LJL结构作为基准，遍历第二张所选正形影像中的各LJL结构并进行线段匹配，得到两张所选正形影像的匹配线段对的方法为：a)取第一张正形影像的两条线段L₁⁽¹⁾、L₂⁽¹⁾和节点J⁽¹⁾构成了L₁⁽¹⁾J⁽¹⁾L₂⁽¹⁾描述符，其中，节点J⁽¹⁾为线段L₁⁽¹⁾和线段L₂⁽¹⁾的交点；取第二张正形影像的两条线段L₁⁽²⁾、L₂⁽²⁾和节点J⁽²⁾构成了L₁⁽²⁾J⁽²⁾L₂⁽²⁾描述符，节点J⁽²⁾为线段L₁⁽²⁾和L₂⁽²⁾的交点；b)以描述符L₁⁽¹⁾J⁽¹⁾L₂⁽¹⁾为基准，将第二张正形影像的每一描述符j分别与该描述符L₁⁽¹⁾J⁽¹⁾L₂⁽¹⁾匹配；如果描述符j与该描述符L₁⁽¹⁾J⁽¹⁾L₂⁽¹⁾的距离小于设定阈值d_v，即则识别为匹配；其中表示描述符L₁⁽¹⁾J⁽¹⁾L₂⁽¹⁾符向量，表示第二张影像中的第j个描述符向量。