[发明专利]基于几何不变量的图像配准拼接方法和装置及计算机设备

摘要

本发明公开了一种基于几何不变量的图像配准拼接方法和装置及计算机设备。该方法包括：对参考星图和待配准星图进行二值化处理；计算参考星图和待配准星图的特征点坐标；构造出所有特征点的几何不变量；对参考星图和待配准星图的星点根据几何不变量构造出匹配代价函数；计算代价函数，对参考星图和待配准星图的特征点进行匹配；随机抽取N组匹配点对，依据刚体变换模型计算配准参数；将剩余的匹配点对配准参数进行验证，去除误匹配。通过本发明，能够提高配准精度，满足后续的图像融合或是图像拼接的需要。

主权项

1.一种基于几何不变量的图像配准拼接方法，其特征在于，包括：步骤S1：对参考星图和待配准星图分别进行二值化处理，得到所述参考星图中的M个星点和所述待配准星图中的N个星点，其中，M和N均为大于或等于4的自然数；步骤S2：计算各个所述星点对应的特征点；步骤S3：计算各个所述特征点的坐标，其中，所述参考星图中的所述M个星点对应的特征点的坐标构成参考特征点集，所述待配准星图中的所述N个星点对应的特征点的坐标构成待配准特征点集；步骤S4：在所述参考特征点集中，计算每个特征点到其余特征点的距离度量，得到所述参考特征点集中每个特征点的几何不变量描述向量，在所述待配准特征点集中，计算每个特征点到其余特征点的距离度量，得到所述待配准特征点集中每个特征点的几何不变量描述向量，其中，所述参考特征点集中每个特征点的几何不变量描述向量包括M‑1个距离度量，所述待配准特征点集中每个特征点的几何不变量描述向量包括N‑1个距离度量；步骤S5：将所述参考特征点集中一个特征点的几何不变量描述向量和所述待配准特征点集中一个特征点的几何不变量描述向量输入预设的匹配代价函数，得到两个特征点的匹配值；步骤S6：判断所述匹配值是否大于预设匹配阈值，当所述匹配值大于所述预设匹配阈值时，所述匹配值对应的两个特征点为一组特征点匹配点对，得到S组特征点匹配点对；步骤S7：在S组所述特征点匹配点对中抽取N1组所述特征点匹配点对，对每一组所述特征点匹配点对分别依据刚体变换模型进行计算，得到每一组所述特征点匹配点对对应的配准参数；步骤S8：针对每一组所述特征点匹配点对对应的配准参数，分别利用N2组所述特征点匹配点对对所述配准参数进行验证，以确定该组特征点匹配点对是否正确，其中，N1+N2＝S，且所述N2组特征点匹配点对为所述S组特征点匹配点对中除所述N1组特征点匹配点对之外的特征点匹配点对；步骤S9：将所述N1组特征点匹配点对中不正确的特征点匹配点对去除，得到X组正确的特征点匹配点对；步骤S10：采用以下公式计算迭代阈值r：其中，p为期望正确点对概率,S_n为第n次迭代后得到的特征点匹配点对总数，S_n＝S_n‑1+X‑X'，S₀＝0，X'为第n‑1次迭代后得到的特征点匹配点对总数对应的特征点匹配点对中，与所述X组正确的特征点匹配点对中相同的特征点匹配点对的个数；步骤S11：判断所述迭代阈值r是否大于或等于1，若所述迭代阈值r大于或等于1，则并将迭代次数n加1，返回步骤S7，其中，n的初始值为0，若所述迭代阈值r小于1，则结束迭代，第n次迭代后得到的特征点匹配点对总数对应的特征点匹配点对为所述参考星图和所述待配准星图的匹配点。