[发明专利]基于协方差矩阵最小特征值的快速抗旋转景象匹配方法

权利要求书

1.一种基于协方差矩阵最小特征值的快速抗旋转景象匹配方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：截取基准图像I，依据基准图像，分别创建累加和矩阵S、T；具体如下：

步骤1.1：设基准图尺寸为M×N，基准图上任一点(i,j)处的像素灰度值为f(i,j)，令：

(u,v)为基准图上待匹配位置；

步骤1.2：匹配前，在离线状态下，根据步骤1.1所示两式在基准图上分别遍历一次，建立如下所示的两个M×N的累加和矩阵S、T：

步骤2：获取实测图像A0，将其灰度值调整到与基准图I同一灰度区间；利用惯性导航系统的姿态信息及平台高度计对实测图进行初步校正，以A0左上角点为顶点截取最大方形图像作为匹配用的实测图A；

步骤3：依据实测图A尺寸大小建立虚拟圆索引表Indx，计算协方差矩阵C中与实测图相对应的c₂₂元素的值；所述的实测图A大小记为m×n；

步骤4：从基准图像I的左上角点开始进行遍历式搜索匹配，在每一个搜索点进行如下步骤的操作；

步骤4.1：截取与实测图像A大小相等的基准子图并基于虚拟圆索引表Indx对基准子图进行虚拟圆处理；

步骤4.2：依据创建好的基准图的累加和矩阵S、T计算协方差矩阵C中与基准子图相对应的c₁₁元素的值以及c₁₂或c₂₁元素的值；具体如下：

(1)依据累加和矩阵S、T，在基准图上任一匹配位置(u,v)，按照下面两式计算基准子图所有像素灰度值的平方和s_local(u,v)以及所有像素灰度值的和t_local(u,v)的值：

(2)按照下式计算协方差矩阵C中与基准子图相对应的c₁₁元素的值：

其中：sum_E和sum_D分别表示基准子图Indx表对应位置像素的灰度值的和以及平方和；

(3)按照下式计算协方差矩阵C中c₁₂或c₂₁元素的值；

其中，w(i,j)表示实测图A在(i,j)位置像素点的灰度值，表示实测图的灰度均值；

步骤4.3：计算协方差矩阵C的最小特征值λ_s；

步骤5：遍历整个基准图，在所有搜索位置找出λ_s最小值对应位置作为最终匹配点。

2.根据权利要求1所述的一种基于协方差矩阵最小特征值的快速抗旋转景象匹配方法，其特征在于所述步骤3中建立虚拟圆索引表Indx的步骤如下：

步骤3.1：根据所拍实测图大小，从其左上角点截取最大方形图像作为匹配用实测图，计算实测图中每个像素点到中心的距离以定位出实测图的内切圆；

步骤3.2：将实测图内切圆外的所有像素点的灰度值赋为0，将这些0值点在原实测图中的坐标保存在索引表Indx中。

3.一种计算机系统，其特征在于包括：一个或多个处理器，计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求1所述的方法。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现权利要求1所述的方法。