。
[0079] 将参考图像中所有直线使用H投影到待匹配图像中，并将待匹配图像中所有直线 使用投影到参考图像中。如果在参考图像中一条直线a和待匹配图像中直线b的投影直线 方向和距离满足约束条件，同时待匹配图像中直线b和直线a的投影直线方向和距离满足约 束条件，则直线a和b为重叠直线。
[0080] 具体的，对于任意直线CEL和deL'（包括a和b)使用单应矩阵聞尋直线C和d相互投 影至另一图像中，记投影后的直线分别为C'和d'。如果对于直线C和d'，W及C'和d，都同时 满足如下两个约束条件，则认为C与d在单应矩阵H下重叠。本实施例中约束条件有两个，W C '和d为例，具体的：
[0081] 约束条件1:如果C'的两个端点距离d的距离都小于丫，d'的端点距离C'也都小于 丫，则满足此约束。（丫取值不能过大，一般可取3像素左右）
[0082] 约束条件2:如果C'与d的中点距离小于A则满足此约束，A-般取值（length(c'）+ length(d))/2〇
[0083] 步骤7-4、根据参考图像和待匹配图像的重叠直线，更新矩阵S对应元素。
[0084] 具体的，如果根据步骤7-3计算出直线曰1与b連叠，则按照Sij = Sij+SIMK(a，b)更 新矩阵S。
[0085] 步骤7-5、重复步骤7-2至7-4，直至所有参考点集全部使用完毕。通过不同的参考 点集可W确定不同的单应矩阵，即可W计算不同平面间的变换关系，从而可W有效匹配存 在多平面的非共面直线的匹配问题。
[0086] 步骤7-6、根据更新后的矩阵S中的值确定匹配直线。
[0087] 其中，更新后的矩阵S为相似度矩阵，并利用相似度矩阵S中元素的值确定匹配直 线。当处理完所有的参考点集之后，如果Si,J是第i行最大值且是第j列最大值，则ai与b苗见为 一对匹配直线。
[0088] 本实施例提供的基于射影不变量的直线匹配方法，在使用已有算法提取直线W及 匹配图像特征点之后，首先，使用合适的交点替代直线端点；其次，将图像特征点分为簇并 根据基于五点的射影不变量计算不同簇间相似度;然后，根据相似度寻找参照簇并根据参 照簇中点的对应关系寻找重叠直线。最后，通过直线重叠关系寻找最终匹配的直线。该方法 的特点是利用点的关系寻找直线对应关系，不需要进行基础矩阵的估算，而且可W较好适 应视角变化的情况。
[0089] 最后应说明的是：W上各实施例仅用W说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其对 前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替 换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1. 一种基于射影不变量的直线匹配方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、采集两幅图像，分别标记为参考图像和待匹配图像； 步骤2、对参考图像和待匹配图像进行直线检测，得到参考图像的直线集L={ai，a2，···， an}和待匹配图像的直线集Ι/={Μ，132，…，b山并进行特征点匹配，得到特征点匹配点集C ={(口1，91)4 = 1，2，~，1^}，其中，（口1，91)表示参考图像和待匹配图像中--对应的匹配 占 . 步骤3、分别获得参考图像和待匹配图像中每条直线的梯度方向，并将梯度方向所指向 的一侧标记为直线右侧，另一侧标记为直线左侧； 步骤4、使用直线交点和梯度重新定位参考图像和待匹配图像中直线的端点； 步骤5、进行参考图像和待匹配图像中的特征点分簇，对每条直线得到位于其两侧的局 部点集，所述局部点集包括:参考图像中位于直线附近且位于直线右侧的点集和位于直线 左侧的点集，待匹配图像中位于直线附近且位于直线右侧的点集和位于直线左侧的点集； 步骤6、利用直线上两点和直线附近三点构成的五点射影不变量，确定参考图像和待匹 配图像中对应局部点集的相似度;并根据局部点集的相似度确定参考图像和待匹配图像的 参考点集对； 步骤7、根据参考点集对及其相似度，进行直线匹配。2. 根据权利要求1所述的基于射影不变量的直线匹配方法，其特征在于，步骤3中分别 获得参考图像和待匹配图像中每条直线的梯度方向，包括以下过程： 获得直线上每个点的梯度方向和大小并取其矢量和的方向作为直线梯度方向。3. 根据权利要求1所述的基于射影不变量的直线匹配方法，其特征在于，步骤5中，进行 参考图像和待匹配图像中的特征点分簇，包括以下过程： 如果特征点与直线的距离小于α倍直线长度并且与该直线的垂直平分线的距离小于β 倍直线长度，则该特征点位于该直线附近； 在参考图像中，对于任意直线a，确定位于直线附近且位于直线右侧的点集为和 位于直线左侧的点集为LAf ;在待匹配图像中，对于任意直线b，确定位于直线右侧的点 tl 9 集为和位于直线左侧的点集为LAS4. 根据权利要求3所述的基于射影不变量的直线匹配方法，其特征在于，步骤6中，确定 参考图像和待匹配图像中对应局部点集的相似度，并根据局部点集的相似度确定参考图像 和待匹配图像的参考点集对，包括以下子步骤： 步骤6-1、对于参考图像和待匹配图像中任意一对直线a和b，获得参考图像中点集 和待匹配图像中点集的相似度，以及参考图像中点集和待匹配图像中 点集的相似度，其中，点集相似度的计算使用直线上两点和直线附近三点构成的五 点射影不变量，并根据对应点计算得到的射影不变量差别大小来描述局部点集的相似度大 小； 步骤6-2、按照步骤6-1的方法，获得参考图像和待匹配图像中所有对应直线的局部点 集相似度； 步骤6-3、将两幅图像中相似度互为最高的局部点集，形成参考点集对。5. 根据权利要求1所述的基于射影不变量的直线匹配方法，其特征在于，步骤7中，根据 参考点集对及其相似度，进行直线匹配，包括以下子步骤： 步骤7-1、建立n*m大小的全零矩阵S，其中η和m分别表示参考图像和待匹配图像中的直 线数目； 步骤7-2、在步骤6中获得的所有参考点集对中，取出一组参考点集对，并利用该参考点 集对中的点对，计算出单应矩阵Η; 步骤7-3、利用单应矩阵Η查找参考图像和待匹配图像中的所有的重叠直线； 步骤7-4、根据参考图像和待匹配图像的重叠直线，更新矩阵S对应元素； 步骤7-5、重复步骤7-2至7-4,直至所有参考点集对全部计算完毕，得到更新后的矩阵 S； 步骤7-6、根据更新后的矩阵S中的值确定匹配直线。6. 根据权利要求1所述的基于射影不变量的直线匹配方法，其特征在于，步骤7-3中，利 用单应矩阵Η查找参考图像和待匹配图像的重叠直线，包括以下过程： 将参考图像中所有直线使用Η投影到带匹配图像中，并将待匹配图像中所有直线使用Η +1投影到参考图像中； 如果在参考图像中一条直线a和待匹配图像中直线b的投影直线方向和距离满足约束 条件，同时待匹配图像中直线b和直线a的投影直线方向和距离满足约束条件，则直线a和b 为重叠直线。
【专利摘要】本发明涉及计算机视觉领域，提供一种基于射影不变量的直线匹配方法，包括：步骤1、采集两幅图像；步骤2、对参考图像和待匹配图像进行直线检测，得到参考图像的直线集和待匹配图像的直线集；并进行特征点匹配，得到特征点匹配点集；步骤3、分别获得参考图像和待匹配图像中每条直线的梯度方向；步骤4、使用直线交点和梯度重新定位参考图像和待匹配图像中直线的端点；步骤5、进行参考图像和待匹配图像中的特征点分簇；步骤6、利用直线上两点和直线附近三点构成的五点射影不变量，确定参考图像和待匹配图像中对应局部点集的相似度，并确定参考点集对；步骤7、根据参考点集对及其相似度，进行直线匹配。本发明能提高直线匹配精确性和可靠性。
【IPC分类】G06T7/00
【公开号】CN105719309
【申请号】CN201610056000
【发明人】贾棋, 高新凯, 樊鑫, 罗钟铉, 郭禾
【申请人】大连理工大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月27日