使用特征点匹配的图像匹配方法
【专利说明】使用特征点匹配的图像匹配方法
[0001]本申请要求于2013年11月29日在韩国知识产权局提交的第10_2013_0147994号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
技术领域
[0002]与示例性实施例一致的方法和设备涉及图像匹配。
【背景技术】
[0003]在医学领域中，使用多传感器的图像匹配方法已被用于对使用计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)等获得的补充图像信息进行匹配。作为对比，在监视与安全领域，通过对从使用不同波段的可见光传感器、红外光传感器等获得的图像进行匹配来识别并跟踪对象。
[0004]根据现有的使用多传感器的图像匹配方法，选择不同的候选特征点以在可见光图像的特征点和热图像的特征点之间搜索匹配的特征点。
[0005]对于这种图像匹配方法，需要用于测量可见光图像的候选特征点和热图像的候选特征点之间的相似性的具有预定大小的图像块(image patch)，且需要大量复杂的计算来计算图像块之间的相似性。此外，为了对图像块进行处理，可增加存储器容量并可增加对于外部存储器的输入/输出带宽。
【发明内容】
[0006]本发明构思的一个或更多个示例性实施例提供一种图像匹配方法，其中，在不使用块图像的情况下通过使用关于多个特征点的坐标信息来对图像进行匹配。
[0007]示例性实施例的各个方面将在以下描述中部分地阐述，部分地将从所述描述而明显可知，或可通过呈现的实施例的实施而被了解。
[0008]根据示例性实施例的一方面，提供一种图像匹配方法，所述图像匹配方法可包括:通过使用第一传感器的图像捕获设备捕获参考图像；通过使用第一传感器或第二传感器的另一图像捕获设备捕获目标图像；从参考图像选择第一特征点并从参考图像选择包括第一特征点的第一参考搜索区域；从目标图像设置与第一参考搜索区域对应的第一匹配候选搜索区域，并从第一匹配候选搜索区域提取多个特征点；从第一参考搜索区域选择离第一特征点最近的第二特征点，并选择连接第一特征点和第二特征点的第一线段；在从第一匹配候选搜索区域提取的多个特征点之间产生多条线段；在所述多条线段中确定与第一线段的长度和角度匹配的第一匹配线段。
[0009]所述图像匹配方法还可包括:基于形成第一线段的第二特征点选择第二参考搜索区域；从目标图像设置与第二参考搜索区域对应的第二匹配候选搜索区域，并从第二匹配候选搜索区域提取多个特征点；从第二参考搜索区域选择离第二特征点最近的第三特征点，并选择连接第二特征点和第三特征点的第二线段；在第二匹配候选搜索区域中搜索与第二线段对应的第二匹配线段。
[0010]搜索第二匹配线段的步骤可包括搜索满足以下条件的第二匹配线段，所述条件为由第一线段和第二线段形成的角度以及第二线段的长度可分别与由第一匹配线段和第二匹配线段形成的角度以及第二匹配线段的长度相同。
[0011]所述图像匹配方法还可包括产生除了构成第一匹配线段的线段之外的多条线段，其中，所述多条线段将形成第一匹配线段的特征点中的与从第一参考搜索区域选择的第二特征点对应的特征点与从第二匹配候选搜索区域提取的多个特征点中的至少一个另一特征点连接。
[0012]第二特征点可以是第一参考搜索区域中离第一特征点最近的特征点。
[0013]第一线段的角度可以是由第一线段与经过第一特征点的水平线或垂线段形成的角度。
[0014]根据另一示例性实施例的一方面，提供一种图像匹配方法，其中，所述图像匹配方法可包括:从参考图像提取多个特征点；在从参考图像提取的多个特征点中选择第一特征点，并选择包括第一特征点的第一参考搜索区域；从目标图像设置与第一参考搜索区域对应的第一匹配候选搜索区域，并从第一匹配候选搜索区域提取多个特征点；在第一参考搜索区域中选择离第一特征点最近的第二特征点，并选择连接第一特征点和第二特征点的第一线段；从在第一匹配候选搜索区域提取的多个特征点产生多条线段；根据从在第一匹配候选搜索区域提取的多个特征点产生的线段确定与第一线段的长度和角度匹配的第一匹配线段。
[0015]根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于利用几何关系对参考图像和目标图像进行匹配的匹配系统，所述匹配系统可包括:几何形状产生器，被构造为从参考图像提取多个特征点，在提取的多个特征点中选择包括预定特征点的参考搜索区域，在参考搜索区域中选择从参考图像提取的多个特征点中的离预定特征点最近的下一特征点，产生连接预定特征点和所述下一特征点的参考线段；候选产生器，被构造为从目标图像设置与参考搜索区域对应的匹配候选搜索区域，从匹配候选搜索区域提取多个特征点，在从匹配候选搜索区域提取的多个特征点之间产生多条线段；匹配器，被构造为在由候选产生器产生的多条线段中搜索与参考线段的长度和角度匹配的线段，其中，几何形状产生器被构造为基于下一特征点更新参考搜索区域，通过从更新的参考搜索区域选择离所述下一特征点最近的另一特征点来选择附加线段，然后，候选产生器被构造为新设置与更新的参考搜索区域对应的匹配候选搜索区域，并从新设置的匹配候选搜索区域选择与所述附加线段对应的附加匹配线段。
[0016]根据另一示例性实施例的一方面，提供一种用于对参考图像和目标图像进行匹配的匹配系统，所述匹配系统可包括:几何形状产生器，被构造为从参考图像提取多个特征点，在提取的多个特征点中选择包括预定特征点的参考搜索区域，在所述多个特征点中选择离预定特征点最近且包括在参考搜索区域中的下一特征点，产生连接预定特征点和所述下一特征点的参考线段，基于所述下一特征点新设置参考搜索区域，并通过选择离所述下一特征点最近的特征点来产生附加线段；匹配器，被构造为基于角度和长度，在目标图像中选择与参考线段对应的匹配线段，选择与新设置的参考搜索区域中的附加线段对应的附加匹配线段。
【附图说明】
[0017]从以下结合附图对示例性实施例进行的描述，这些和/或其它方面将变得明显且更易于理解，在附图中:
[0018]图1是示出根据示例性实施例的图像匹配方法的流程图；
[0019]图2是用于描述根据示例性实施例的在图像匹配期间从参考图像选择第一特征点和参考搜索区域的处理的示图；
[0020]图3是用于描述根据示例性实施例的在图像匹配期间从目标图像选择特征点和第一匹配候选搜索区域的处理的示图；
[0021]图4是用于描述根据示例性实施例的在图像匹配期间从参考图像中的参考搜索区域选择第二特征点的处理的示图；
[0022]图5是用于描述根据示例性实施例的从参考图像中的参考搜索区域选择第一线段的处理的示图；
[0023]图6和图7是用于描述根据示例性实施例的在第一匹配候选搜索区域中搜索与参考搜索区域的第一线段对应的匹配线段的处理的示图；
[0024]图8是用于描述根据示例性实施例的从参考图像的参考搜索区域选择第二线段并在第一匹配候选搜索区域中搜索与第二线段对应的匹配线段的处理的示图；
[0025]图9是用于描述根据示例性实施例的在图像匹配期间从参考图像的参考搜索区域选择第三线段并在第一匹配候选搜索区域中搜索与第三线段对应的线段的处理的示图；
[0026]图10是根据示例性实施例的通过使用特征点之间的几何关系对参考图像与目标图像进行匹配的匹配系统的框图；
【具体实施方式】
[0027]现在将对示例性实施例进行详细的说明，在附图中示出了示例性实施例，其中，相同的标号始终指示相同的元件。就此而言，示例性实施例可具有不同的形式，并且不应被解释为局限于在此阐述的描述。因此，以下仅通过参照附图描述示例性实施例以解释本发明构思的各个方面。
[0028]图1是示出根据示例性实施例的图像匹配方法的流程图。
[0029]根据示例性实施例，当可见光相机以及与可见光相机相邻的热成像相机(优选但不是必要的)对同一目标进行拍摄时，所述图像匹配方法利用由可见光相机捕获的可见光图像与由热成像相机捕获的热图像之间的特征点的几何关系。
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