[发明专利]一种基于局部相似结构约束的引导性空间一致光伏图像配准方法

说明书

本发明公开的一种基于局部相似结构约束的引导性空间一致光伏图像配准方法。该方法对获取的航拍光伏图像，利用局部相似结构约束剔除误匹配点，获得内点率较高的初始匹配集S₀。并利用欧氏距离对最近邻策略得到的匹配点进行排序，得到浮动较稳定的匹配点集合S₁。将一种指导性思想集成到随机抽样一致框架，扩大最终正确匹配点数的同时保证模型的精度。五组不同情况下的光伏图像实验结果证明了本发明提供的一种基于局部相似结构约束的引导性空间一致光伏图像配准方法的有效性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于局部相似结构约束的引导性空间一致光伏图像配准方法。

背景技术

随着光伏产业的发展，光伏图像的处理也变得越来越重要。利用无人机对光伏电站进行航拍巡检是未来发展的趋势。采用图像处理技术对光伏设施的航拍影像进行处理与分析是航拍巡检的新要求。但是使用室外无人机拍摄航拍图像时，受飞行高度和拍摄照片分辨率的限制，无法获得全景光伏太阳能电池板图像。因此为了获得视野范围更大的全景图，航拍光伏太阳能电池板图像的拼接具有重要意义，而图像配准是图像拼接技术的关键环节。

图像配准的主要目的是将同一场景在不同时间、不同视角或不同传感器拍摄到的两幅或多幅图像由不同坐标系变换到同一坐标系的过程。图像配准方法主要有基于灰度的配准方法、基于变换域的配准方法和基于特征的配准方法。目前，基于特征的配准方法仍然是图像配准领域的研究热点。对于光照不一致和几何差异较大的图像对，基于特征的配准技术仍然可以准确地找到待配准图像之间的变换矩阵。

由于光伏图像的高相似性，使得光伏图像配准难度增加，目前还没有通用的图像配准技术来实现光伏图像的配准，如何精确的对光伏图像进行配准也越来越重要。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于局部相似结构约束的引导性空间一致光伏图像配准方法，具体采用如下步骤：

根据获取的航拍光伏图像，提取图像的特征点并进行特征描述，并建立两幅图像中特征点之间的对应关系，利用局部相似结构约束方法进行误配剔除，获得满足内点率要求的初始匹配集S₀；

根据欧氏距离对最近邻策略得到的匹配点进行筛选，获得浮动较稳定的匹配点集合S₁；

每次从匹配集S₀中选取最小样本计算变换模型H(即图像之间的变换关系)，再计算S₁中满足模型H的匹配点，从而消除异常值的同时增加正确的匹配对。

进一步的，利用局部相似结构约束方法进行误配剔除时：

当p_a,p_b,p_c三点共线时，若p_a,p_b,p_c三点构成的邻域关系和p'_a,p'_b,p'_c三点构成的邻域关系在两幅图像中一致，则p_a为内点，反之为异常点，具体方式为：

首先将距离量化：

其中p_a为一图像中的待匹配点，p'_a为p_a在另一幅图像中同名点，p_b和p_c分别为p_a最近邻点和次近邻点，p'_b和p'_c同理，N_pi表示p_i的邻域；

将成本函数表示为：

其中λ是平衡项系数，N代表匹配的对数，c_i和m_i为：