[发明专利]一种基于约束三角网的镶嵌线网络全局优化方法

权利要求书

1.一种基于约束三角网的镶嵌线网络全局优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、准备输入数据，包括：正射影像、影像无效区域掩膜，以及可选输入的地形数据；

步骤2、对正射影像进行有效边界跟踪，得到有效轮廓多边形；对正射影像内的影像无效区域掩膜进行标记得到无效空洞多边形，进而构建得到边界约束的三角网；

步骤3、判断三角网内各三角形所属的原始影像序号组，对所有有效轮廓多边形对应的有效三角形构建多标签选择的能量函数，基于图割最优化算法求解三角形标签最优解；

步骤4、通过对三角形按照不同标签值进行连通性分析，得到用于生成镶嵌影像的原始正射影像有效轮廓多边形组，记录影像有效镶嵌多边形边缘作为镶嵌线网络输出；

所述步骤4中，镶嵌线网络的具体生成方法为：

步骤4.1、收集标记为同一影像的三角形组更新三角形邻接关系，根据三角形连通性划分为不同分割区，得到各分割区多边形边界，即为影像镶嵌多边形组；

步骤4.2、记录各影像镶嵌多边形组的边界，输出为镶嵌线网络。

2.根据权利要求1所述的基于约束三角网的镶嵌线网络全局优化方法，其特征在于，所述步骤2中，构建边界约束的三角网的具体方法为：

步骤2.1、影像有效边界跟踪，对正射影像去除黑边后的有效边界进行边界跟踪，记录正射影像边界多边形并标记为有效轮廓多边形I_V；

步骤2.2、对影像无效区域掩膜，记录其多边形并标记为无效空洞多边形I_IV；

步骤2.3、取步骤2.1和2.2中得到的有效轮廓多边形和无效空洞多边形的所有边界线段，构建边界线段约束的二维约束Delaunay三角网：

CDT＝(F,E)

i≠j,e_i,j＝(f_i,f_j)

式中，F表示所有三角形，E表示三角网的非边缘边，e_i,j表示面片f_i、f_j的公共边。

3.根据权利要求2所述的基于约束三角网的镶嵌线网络全局优化方法，其特征在于，所述步骤3中，能量函数的构造及求解的具体方法为：

步骤3.1、对三角网中的三角形f∈F，若其中心点在影像轮廓多边形内且不在该影像无效区域内，将该张影像加入其所属影像多边形组IP(f)；若三角形所属影像多边形组为空，则剔除该三角形；

步骤3.2、计算能量数据项，提供地形辅助信息时各三角形置信度反映地形影像一致性，否则反映影像清晰度；如果无地形数据或无需影像质量约束，则跳过此步，能量数据项设为零，不影响最终镶嵌线网络的完整性；

步骤3.3、计算能量函数平滑项，平滑项由Potts函数表达，即：

式中，l_i为f_i所选的影像标签号，l_j为f_j所选的影像标签号，[·]表示括号内条件满足时为1，否则为0；

步骤3.4，依据数据项与平滑项构建能量函数，并基于图割最优化算法求解，能量函数表达如下：

E(F)＝E_data(F)+E_smooth(F,E)

式中，E(F)表示能量函数，E_data(F)表示能量函数数据项，E_smooth(F,E)表示能量函数平滑项。