一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法。方法是：读取图像对；提取SIFT特征点并匹配特征点对；鼠标点选点坐标；在左图中选择P点周围最近的10个SIFT特征点，并将其存入集合Vl中；在右图中，根据SIFT特征点匹配关系找出集合Vl对应的右图的10个SIFT特征点，并存入集合Vr中；采用RANSAC方法，计算Vl与Vr之间的仿射变换模型矩阵H；根据仿射变换模型矩阵H及点P坐标，根据公式计算其在右图中的对应点坐标P’；最终输出点P’坐标并显示在右图中。本方法基于SIFT特征点匹配技术，利用局部仿射变换模型求出图像间的任意点对匹配关系，方法简单。
【专利说明】一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及涉及计算机视觉【技术领域】，具体地说涉及一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法。
【背景技术】:
[0002]点匹配属于计算机视觉领域中的立体匹配技术范畴。主要解决由摄像机在不同视角下拍摄得到的同一场景的不同视角图像中的对应点匹配问题，即当选定左视角图像中某一点P，找出点P在右视角中的对应点P’。通过计算点匹配关系，结合摄像机标定知识，可计算每对点对所对应的空间三维点坐标，进而重建三维场景，实现空间测量。因此，点匹配技术是稠密三维重建、空间测量及增强现实等计算机视觉研究领域的一个基本技术，也是比较困难的技术。
【发明内容】
:
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法。
[0004]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明采用以下技术方案:
[0005]一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法，它包括如下步骤:
[0006](I)读取图像对:该图像对是由摄像机经过旋转平移后以不同视角拍摄得到的某一场景的两幅图像；
[0007](2)提取SIFT特征点并匹配特征点对:SIFT特征点是目前应用非常广的特征点模型，具有平移、旋转不变性；SIFT特征点信息包括:位置、尺度、描述符向量；匹配SIFT特征点就是匹配两特征点的描述符间的相似性，主要用向量间的欧式距离来描述其相似性；
[0008](3)鼠标点选点坐标:在左图像中选择一个待匹配目标点P ;
[0009](4)在左图中选择P点周围最近的10个SIFT特征点，并将这10个特征点存入集合Vl中；
[0010](5)在右图中，根据SIFT特征点匹配关系找出集合Vl对应的右图的10个SIFT特征点，并存入集合Vr中；
[0011](6)采用RANSAC方法，计算Vl与Vr之间的仿射变换模型矩阵H:计算仿射变换模型最少需要4组点对，由于第2步骤中SIFT特征点匹配后无法避免的会存在误匹配点对，因此本方法采用RANSAC方法迭代优化选择最优匹配点对计算仿射矩阵；
[0012](7)根据仿射变换模型矩阵H及点P坐标，根据公式x4=Hx4’计算其在右图中的对应点坐标P’，其中H是仿射变换矩阵，可由4组匹配点对计算得出；
[0013](8)最终输出点P’坐标并显示在右图中。
[0014]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本方法基于SIFT特征点匹配技术，利用局部仿射变换模型求出图像间的任意点对匹配关系，方法简单。【专利附图】
【附图说明】:
[0015]图1为本发明方法流程图。
[0016]图2为本发明工作原理图。
【具体实施方式】:
[0017]下面结合附图，对本发明作进一步详细描述:
[0018]图1为本发明方法流程图，一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法，它包括如下步骤:
[0019](I)读取图像对:该图像对是由摄像机经过旋转平移后以不同视角拍摄得到的某一场景的两幅图像；
[0020](2)提取SIFT特征点并匹配特征点对:SIFT特征点是目前应用非常广的特征点模型，具有平移、旋转不变性；SIFT特征点信息包括:位置、尺度、描述符向量；匹配SIFT特征点就是匹配两特征点的描述符间的相似性，主要用向量间的欧式距离来描述其相似性；
[0021](3)鼠标点选点坐标:在左图像中选择一个待匹配目标点P ;
[0022](4)在左图中选择P点周围最近的10个SIFT特征点，并将这10个特征点存入集合Vl中；
[0023](5)在右图中，根据SIFT特征点匹配关系找出集合Vl对应的右图的10个SIFT特征点，并存入集合Vr中；
[0024](6)采用RANSAC方法，计算Vl与Vr之间的仿射变换模型矩阵H:计算仿射变换模型最少需要4组点对，由于第2步骤中SIFT特征点匹配后无法避免的会存在误匹配点对，因此本方法采用RANSAC方法迭代优化选择最优匹配点对计算仿射矩阵；
[0025](7)根据仿射变换模型矩阵H及点P坐标，根据公式x4=Hx4’计算其在右图中的对应点坐标P’，其中H是仿射变换矩阵，可由4组匹配点对计算得出；
[0026](8)最终输出点P’坐标并显示在右图中。
[0027]图2为本发明工作原理图，XI，X2, X3，X4为空间中同一平面上的四点，xl, x2, χ3, χ4为三维空间点XI，Χ2, Χ3，Χ4在左摄像机图像平面上的四个投影点，χ1‘，χ2’，χ3’，χ4’为三维空间点XI，Χ2，Χ3，Χ4在右摄像机图像平面上的四个投影点。根据计算机视觉中两视图几何关系可推导出:
[0028]χ4=Ηχ4，公式(I)
[0029]其中H是仿射变换矩阵，可由4组匹配点对计算得出。在实际应用中，由于点对关系存在误差，可通过对多于4组点对集合进行迭代优化得出最佳仿射矩阵。
[0030]因此根据公式一可唯一确定左图点P在右图中的对应点P’。
[0031]当Χ4与XI，Χ2, Χ3不在同一空间平面时，公式(I)并不成立。且对于大多数应用中，图像信息不会只对应空间中一个平面，即图像对之间不满足全局的仿射变换关系。但当左右摄像机视角变化不大时，图像局部结构中非同一空间平面上的点近似满足仿射映射关系O
[0032]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于局部仿射变换的任意点匹配方法，其特征在于，它包括如下步骤: (1)读取图像对:该图像对是由摄像机经过旋转平移后以不同视角拍摄得到的某一场景的两幅图像； (2)提取SIFT特征点并匹配特征点对:SIFT特征点是目前应用非常广的特征点模型，具有平移、旋转不变性；SIFT特征点信息包括:位置、尺度、描述符向量；匹配SIFT特征点就是匹配两特征点的描述符间的相似性，主要用向量间的欧式距离来描述其相似性； (3)鼠标点选点坐标:在左图像中选择一个待匹配目标点P； (4)在左图中选择P点周围最近的10个SIFT特征点，并将这10个特征点存入集合Vl中； (5)在右图中，根据SIFT特征点匹配关系找出集合Vl对应的右图的10个SIFT特征点，并存入集合Vr中； (6)采用RANSAC方法，计算Vl与Vr之间的仿射变换模型矩阵H:计算仿射变换模型最少需要4组点对，由于第2步骤中SIFT特征点匹配后无法避免的会存在误匹配点对，因此本方法采用RANSAC方法迭代优化选择最优匹配点对计算仿射矩阵； (7)根据仿射变换模型矩阵H及点P坐标，根据公式x4=Hx4’计算其在右图中的对应点坐标P’，其中H是仿射变换矩阵，可由4组匹配点对计算得出； (8)最终输出点P’坐标并显示在右图中。
【文档编号】G06T3/00GK103839253SQ201310591012
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】胡伏原, 凌燕, 刘盼 申请人:苏州盛景空间信息技术有限公司