直线段匹配方法及装置的制造方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及模式识别领域，尤其涉及一种直线段匹配方法及装置。【
背景技术：
】[0002]自动地匹配图像之间的特征一直是模式识别中的重要研究内容。而点特征和直线段特征是图像中两个重要的特征，鲁棒的点特征和直线段特征匹配是很多模式识别和计算机视觉算法的基础。最近一二十年来，特征点的匹配得到了很多研究关注，取得了很多进展。一些诸如尺度不变特征变换(Scale-1nvariantfeaturetransform，简称SIFT)、区域特征提取(MaximallyStableExtremalReg1ns，简称MSER)等鲁棒的特征点匹配方法被相继提出来，并且得到了广泛的应用。[0003]迄今为止，关于直线段匹配的研究工作中，常用的方法为Wang等人在2009年提出的MSLD方法和Fan等人在2010年提出的基于线段周围特征点的仿射不变性的方法。这些方法在一些场景的图像中能够取得很好的匹配效果。然而，对于一些复杂的场景，例如包含有重复结构的图像，这些方法的准确率就会受到非常大的影响。【
发明内容】[0004]针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种直线段匹配方法及装置，可以鲁棒地在含有重复结构的图像之间进行直线段的匹配，并且具有较高的准确率。[0005]第一方面，本发明提供一种直线段匹配方法，所述方法包括:[0006]提取第一图像的第一直线段与第二图像的第二直线段；[0007]确定所述第一直线段与第二直线段之间的特征距离及几何距离，将所述特征距离及几何距离进行线性加权，并将线性加权的结果作为所述第一直线段与所述第二直线段之间的最终距离，所述特征距离为所述第一直线段与第二直线段的特征描述子之间的距离；[0008]若所述最终距离为所述第一直线段与所述第二图像中各直线段距离中的最小值，且所述最终距离为所述第二直线段与所述第一图像中各直线段距离中的最小值，则将所述第一直线段与所述第二直线段作为一对匹配的直线段；[0009]其中，所述第一图像为源图像，所述第二图像为目标图像。[0010]可选地，所述确定所述第一直线段与第二直线段之间的特征距离，具体包括:[0011]依次以所述第一直线段或第二直线段上的各点作为中心点，计算该点预设区域内的梯度方向直方图，并将所述梯度方向直方图作为该点的特征描述；[0012]计算直线段上所有点的特征描述的均值和方差，并将所述均值和方差作为该直线段的特征描述子；[0013]将所述第一直线段与第二直线段的特征描述子之间的距离作为所述第一直线段与第二直线段之间的特征距离。[0014]可选地，所述确定所述第一直线段与第二直线段之间的几何距离，具体包括:[0015]提取所述第一图像与第二图像的特征点，并对所述特征点进行匹配，得到匹配的特征点；[0016]将所述匹配的特征点进行聚类，根据聚类结果将所述第一图像与第二图像进行相应的区域划分，并确定所述第一图像中各区域与所述第二图像对应区域的投影变换规则；[0017]将所述第一直线段根据所属区域的投影变换规则变换为在所述第二图像中的第三直线段，并计算所述第三直线段与所述第二直线段的第一几何距离；[0018]将所述第二直线段根据所属区域的投影变换规则变换为在所述第一图像中的第四直线段，并计算所述第四直线段与所述第一直线段的第二几何距离；[0019]将所述第一几何距离与所述第二几何距离的均值作为所述第一直线段与第二直线段之间的几何距离。[0020]可选地，所述将所述匹配的特征点进行聚类，根据聚类结果将所述第一图像与第二图像进行相应的区域划分，具体包括:[0021]将所述匹配的特征点进行聚类；[0022]以各类的中心点位置确定Voronoi图，并根据所述Voronoi图将所述第一图像与第二图像进行相应的区域划分。[0023]可选地，若一类中的特征点数量小于预设的阈值，则将该类作为噪声并去除。[0024]第二方面，本发明提供一种直线段匹配装置，所述装置包括:[0025]直线段提取单元，用于提取第一图像的第一直线段与第二图像的第二直线段；[0026]最终距离确定单元，用于确定所述第一直线段与第二直线段之间的特征距离及几何距离，将所述特征距离及几何距离进行线性加权，并将线性加权的结果作为所述第一直线段与所述第二直线段之间的最终距离，所述特征距离为所述第一直线段与第二直线段的特征描述子之间的距离；[0027]直线段匹配单元，用于若所述最终距离为所述第一直线段与所述第二图像中各直线段距离中的最小值，且所述最终距离为所述第二直线段与所述第一图像中各直线段距离中的最小值，则将所述第一直线段与所述第二直线段作为一对匹配的直线段；[0028]其中，所述第一图像为源图像，所述第二图像为目标图像。[0029]可选地，所述最终距离确定单元，具体用于依次以所述第一直线段或第二直线段上的各点作为中心点，计算该点预设区域内的梯度方向直方图，并将所述梯度方向直方图作为该点的特征描述；计算直线段上所有点的特征描述的均值和方差，并将所述均值和方差作为该直线段的特征描述子；将所述第一直线段与第二直线段的特征描述子之间的距离作为所述第一直线段与第二直线段之间的特征距离。[0030]可选地，所述最终距离确定单元，具体用于提取所述第一图像与第二图像的特征点，并对所述特征点进行匹配，得到匹配的特征点；将所述匹配的特征点进行聚类，根据聚类结果将所述第一图像与第二图像进行相应的区域划分，并确定所述第一图像中各区域与所述第二图像对应区域的投影变换规则；将所述第一直线段根据所属区域的投影变换规则变换为在所述第二图像中的第三直线段，并计算所述第三直线段与所述第二直线段的第一几何距离；将所述第二直线段根据所属区域的投影变换规则变换为在所述第一图像中的第四直线段，并计算所述第四直线段与所述第一直线段的第二几何距离；将所述第一几何距离与所述第二几何距离的均值作为所述第一直线段与第二直线段之间的几何距离。[0031]可选地，所述最终距离确定单元，具体用于将所述匹配的特征点进行聚类；以各类的中心点位置确定Voronoi图，并根据所述Voronoi图将所述第一图像与第二图像进行相应的区域划分。[0032]可选地，若一类中的特征点数量小于预设的阈值，则将该类作为噪声并去除。[0033]由上述技术方案可知，本发明的直线段匹配方法及装置，通过将第一直线段与第二直线段之间的特征距离及几何距离线性加权的结果作为第一直线段与第二直线段之间的最终距离，在所述最终距离为所述第一直线段与所述第二图像中各直线段距离中的最小值，且所述最终距离为所述第二直线段与所述第一图像中各直线段距离中的最小值时，将所述第一直线段与第二直线段作为一对匹配的直线段。由此，可以鲁棒地在含有重复结构的图像之间进行直线段的匹配，并且具有较高的准确率。【附图说明】[0034]图1为本发明一实施例提供的直线段匹配方法的流程示意图；[0035]图2a为本发明一实施例提供的第一直线段与第二直线段之间的特征距离计算方法的流程示意图；[0036]图2b为本发明一实施例提供的第一直线段与第二直线段之间的几何距离计算方法的流程示意图；[0037]图3为本发明一实施例提供的直线段匹配装置的结构示意图。【具体实施方式】[0038]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本发明保护的范围。[0039]图1示出了本发明一实施例提供的直线段匹配方法的流程示意图，如图1所示，本实施例的直线段匹配方法如下所述。[0040]101、提取第一图像的第一直线段与第二图像的第二直线段。[0041]举例来说，可采用LSD直线段检测方法提取第一图像的第一直线段与第二图像的第二直线段当前第1页1 2 3