【技术实现步骤摘要】
一种基于时空连续性约束的图匹配方法及装置
本专利技术属于图像处理领域，涉及一种面向增强现实技术的图匹配方法，更具体涉及一种基于时空连续性约束的图匹配方法及装置。
技术介绍
平面目标追踪算法是增强现实技术中的核心软件组件之一。在平面目标追踪算法中，将平面目标表征为图结构可获得较好的表征稳定性，然而，这种表征方法的难点在于如何实现目标在前一帧的图和当前帧的图的匹配问题。常见的图匹配方法是将图匹配问题转换为二次分配问题。然而，二次分配问题属于NP-Hard问题，即所有非确定性多项式问题都能在多项式时间复杂度内归约到的问题，无法在多项式时间内求解。为此，大多数方法通过将二次分配问题做进一步的松弛来获得该问题的近似解。基于树搜索的方法将图匹配问题转换为树搜索的问题，从某个初始节点开始，基于某种启发式的搜索策略，分别对两个图进行搜索，逐渐扩展同构节点和边，直到同构节点无法进一步扩展为止。为了能够获得较好的匹配结果，以上图匹配方法通常需要从不同的初始状态或节点开始反复执行多次，导致这些方法普遍存在匹配速度慢的问题。...
【技术保护点】
1.一种基于时空连续性约束的图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）计算亲和度矩阵：对目标前一帧的图像和当前帧的图像，根据顶点的匹配度构造一阶相似度矩阵，根据顶点和边的匹配度构造二阶相似度矩阵，将一阶相似度矩阵和二阶相似度矩阵按对角线拼接得到亲和度矩阵；/n（2）构造目标函数：将目标的运动信息嵌入到图匹配问题中得到目标函数，使目标函数存在两个优化变量：单应性变换矩阵和分配矩阵，根据目标在前若干帧中单应性变换矩阵的变化趋势估计出目标在当前帧中单应性变换矩阵的初始值，根据目标在当前帧中单应性变换矩阵的初始值得到当前目标帧图像的分配矩阵；/n（3）设计优化算法：利用交替优...
【技术特征摘要】
1.一种基于时空连续性约束的图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）计算亲和度矩阵：对目标前一帧的图像和当前帧的图像，根据顶点的匹配度构造一阶相似度矩阵，根据顶点和边的匹配度构造二阶相似度矩阵，将一阶相似度矩阵和二阶相似度矩阵按对角线拼接得到亲和度矩阵；
（2）构造目标函数：将目标的运动信息嵌入到图匹配问题中得到目标函数，使目标函数存在两个优化变量：单应性变换矩阵和分配矩阵，根据目标在前若干帧中单应性变换矩阵的变化趋势估计出目标在当前帧中单应性变换矩阵的初始值，根据目标在当前帧中单应性变换矩阵的初始值得到当前目标帧图像的分配矩阵；
（3）设计优化算法：利用交替优化算法，对目标函数优化变量单应性变换矩阵和分配矩阵，每次固定其中一个优化变量，求解另一个优化变量，循环迭代直到目标函数优化变量收敛或达到预先设定的最大迭代次数为止；
（4）多图匹配验证：利用循环一致性验证方法，通过检查目标最初的图、前一帧的图和当前帧的图是否满足循环一致性约束，来确定当前匹配结果的可靠度。
2.根据权利要求1所述的一种基于时空连续性约束的图匹配方法，其特征在于，步骤（1）中构造一阶相似度矩阵时，根据顶点的SURF局部特征描述子构造一阶相似度矩阵，构造二阶相似度矩阵时，根据成对相连的顶点的SURF局部特征描述子和两对顶点的边的夹角构造二阶相似度矩阵。
3.根据权利要求1所述的一种基于时空连续性约束的图匹配方法，其特征在于，步骤（2）中估计单应性变换矩阵的初始值时，采用线性插值根据目标在前若干帧中单应性变换矩阵的变化趋势估计出目标在当前帧中单应性变换矩阵的初始值，然后采用加权随机游走算法根据目标在当前帧中单应性变换矩阵的初始值求当前目标帧图像的分配矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种基于时空连续性约束的图匹配方法，其特征在于，步骤（3）中所述交替优化算法的具体过程是根据当前帧中单应性变换矩阵的初始值求得当前目标帧图像的分配矩阵后，根据分配矩阵重新估计单应性变换矩阵，依次重复迭代，直到达到预先设定的最大迭代次数或满足目标函数优化变量的收敛条件为止，所述收敛条件为连续两次迭代中分配矩阵或单应性变换矩阵的变化幅度小于阈值。
5.根据权利要求4所述的一种基于时空连续性约束的图匹配方法，其特征在于，所述求得分配矩阵后重新估计单应性变换矩阵的方法是，根据分配矩阵得到顶点的匹配关系，根据随机采样一致性重新估计单应性变换矩阵。
6.一种基于时空连续性约束的图匹配装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：何震宇，李义，白扬，陈文涛，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。