1.一种基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,利用原始倾斜影像s的外方位元素和内方位元素,将原始倾斜影像s通过透视投影到测区内的平均高程面hm上,获得近似的正射影像,作为平面透视投影之后的目标影像d;
步骤2,获取目标影像对之间的重叠区域,作为待匹配区域:对于两张待匹配的原始倾斜影像,通过步骤1,分别获取它们的目标影像对及其范围,根据多边形求交运算获取目标影像对之间的重叠区域四边形abcd,将重叠区域abcd作为待匹配区域;
步骤3,采用sift算法对目标影像对进行匹配,使用左右一致性检验、唯一性约束等对粗差点进行剔除,获得粗匹配结果;通过单应矩阵和基础矩阵双重约束对粗匹配结果进行筛选,获得最终的精匹配结果;
步骤4,将步骤3获得的目标影像对上的匹配点对,利用共线方程反投影至原始倾斜影像对上,作为最终匹配结果。
2.根据权利要求1所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,所述步骤1具体实现步骤如下:
步骤1.1,将原始倾斜影像s的四个角点(xi,yi)(其中i=0,1,2,3),通过透视投影投影至目标影像d上,对应目标影像d上的四个角点(x′i,y′i)(其中i=0,1,2,3);
步骤1.2,利用目标影像四个角点(x′i,y′i),确定目标影像d的边界、宽w′和高h′,建立w′×h′的空白目标影像d;
步骤1.3,灰度填充法填充目标影像d。
3.根据权利要求2所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤1.1中所述目标影像d所在的高程面固定,为整个测区内的平均高程hm;原始倾斜影像s上任意一像点(x,y),通过公式(1)经过透视投影至目标影像d上的物方点坐标为(x,y,hm),(x,y)为目标影像d的像点坐标(x′i,y′i);
其中,f为焦距,a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3为旋转矩阵的元素,xs、ys、zs为摄影中心坐标。
4.根据权利要求2或3所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤1.2中,目标影像d的边界(xmax,xmin,ymax,ymin)、宽w′和高h′为:
5.根据权利要求2或3所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤1.2中,使用比例因子s约束目标影像d的大小,使目标影像d和原始影像s之间大小一致;
其中w为原始倾斜影像s的宽度。
6.根据权利要求1、2或3所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤1.3中,每一个空白目标影像d的像素点(x′,y)′,由公式(5)获得,它对应着物方点坐标(x,y,z),利用共线方程(6)将物方点(x,y,z)反投影至原始倾斜影像s上像素点(x,y);
7.根据权利要求1、2或3所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤1.3中,采用双线性内插法计算目标影像d像素点(x′,y′)的灰度值:
其中g′为目标影像d对应的灰度值,g为原始倾斜影像s对应的灰度值,i,j分别为像点横纵坐标的小数部分。
8.根据权利要求2或3所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤1.3中灰度填充法具体操作如下:
从左至右,从上至下逐像素遍历目标影像d,对于空白目标影像d的每个像素点(x′,y′),通过反投影获得它在原始倾斜影像s上的像平面坐标(x,y),并通过灰度内插获得(x,y)点的灰度值,作为目标影像d上像素点(x′,y′)的灰度值。
9.根据权利要求1、2或3所述的基于平面透视投影的倾斜影像匹配方法,其特征在于,步骤2和步骤3中,用四边形abcd和透视投影影像d的面积比作为影像对之间的重叠度,如果重叠度大于阈值,则对影像对的重叠区域执行匹配,否则认为影像对间不存在匹配点,不对影像对进行匹配。