基于直线特征和关键点特征融合的图像拼接方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了基于直线特征和关键点特征融合的图像拼接方法和系统，涉及图像拼接和模式识别技术领域。为了尽可能提取低纹理图像上更多的特征，本发明专利技术引入直线特征，即同时检测图像上直线特征和关键点特征，丰富待拼接图像的特征提取，并通过引入结合直线特征和关键点特征的移动直接线性变换算法，使用直线特征和关键点特征共同引导每个网格的局部单应变换，为防止直线特征弱化关键点特征的对齐能力，通过λ常数系数平衡直线特征的融合程度，经验证，带平衡因子的移动直接线性变换算法具有更好的低纹理图像对齐能力，有效解决了低纹理图像因SIFT特征点不足而导致的误对齐问题。

【技术实现步骤摘要】
基于直线特征和关键点特征融合的图像拼接方法和系统
本专利技术属于图像拼接和模式识别领域，更具体地，涉及基于直线特征和关键点特征融合的图像拼接方法和系统。
技术介绍
图像拼接是将多个图像组合成具有更宽视野的更大图像的过程，拼接的质量需要从图像对齐精度，形状失真度，整体自然度三个方面来评判。为了提高模型的对齐能力和灵活性，人们提出了一种基于网格变形(APAP算法)的方法，它将目标图像划分R*C大小的网格，每个网格内的像素点都单独计算对应的局部单应性矩阵，这样的图像拼接方式更细腻，使得图像拼接的对齐精度有了很大的提高。为了进一步提高拼接图像的对齐精度并减小非重叠区域的透视失真，人们提出了一种形状保持的半投影方案(SPHP算法)，它将投影变换和相似变换在空间上进行组合，平滑的将重叠区域的投影变换外推到了非重叠区域的相似变换，既保持了重叠区域的对齐精度，又显著减小了非重叠区域的图像失真。但由于其相似变换是由全局单应性矩阵推导出的，当两幅图像有多个特征平面时，就会导致全局相似变换对应的旋转角度不是最优的，使得拼接图像在重叠区域旋转不自然。为了避免直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于直线特征和关键点特征融合的图像拼接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1.计算参考图像的关键点特征和直线特征，计算目标图像的关键点特征和直线特征，进行匹配得到参考图像和目标图像关键点特征对和直线特征对；/nS2.将目标图像划分成多个网格，计算每个网格点融合了直线特征和关键点特征的局部单应性模型系数矩阵H

【技术特征摘要】
1.一种基于直线特征和关键点特征融合的图像拼接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.计算参考图像的关键点特征和直线特征，计算目标图像的关键点特征和直线特征，进行匹配得到参考图像和目标图像关键点特征对和直线特征对；
S2.将目标图像划分成多个网格，计算每个网格点融合了直线特征和关键点特征的局部单应性模型系数矩阵Hl，使用Hl引导目标图像的像素点向参考坐标系上投影，实现图像预拼接；
S3.将预拼接图像非重叠区域网格点的局部单应性变换在参考图像上选定锚点处进行线性化，得到线性化的局部单应性模型Ht；
S4.将特征点对分组，计算每组特征点对的相似变换，取其平均相似变换作为最优全局相似变换S；
S5.将全局相似变换S和局部单应变换Ht线性整合，得到整合后局部变换模型Hs；
S6.使用Hl将参考图像在参考坐标系上进行调整修正，得到最终局部单应变换模型Hs′＝Hl-1Hs；
S7.将目标图像通过局部单应性模型Hs′投影到参考坐标系上，实现目标图像和参考图像的拼接。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体如下：
S11.分别计算参考图像和目标图像的SIFT关键点特征，使用LSD直线段检测算法检测参考图像和目标图像上的直线结构，并用LBD描述子表示每个直线段的特征；
S12.匹配参考图像和目标图像SIFT关键点特征，并剔除误匹配的SIFT关键点特征对；
S13.使用LBD描述子对直线特征进行匹配，得到参考图像和目标图像SIFT关键点特征对和LSD直线特征对。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S12中，使用基于欧式距离的全局匹配方式匹配参考图像和目标图像SIFT关键点特征，并使用随机抽样一致性算法剔除误匹配的SIFT关键点特征对。


4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，步骤S13中，使用最近邻距离比值法对参考图像和目标图像直线段的LBD描述子进行匹配。


5.如权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，计算每个网格点融合了直线特征和关键点特征的局部单应性模型Hl，具体如下：
将参考图像和目标图像的SIFT特征匹配点对和LBD直线段特征匹配对构造的系数矩阵进行线性融合，每个网格点处融合关键点特征和直线特征的局部单应性变换阵估计方法如下：



再经过移动直接线性变换方法，估计基于网格划分的局部单应性变换矩阵：



其中，h＝(h1h2h3h4h5h6h7h8h9)T，且||h||2＝1，A表示由所有SIFT特征点对的齐次坐标构成的系数矩阵，B表示由所有直线段匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志刚，张凯，张楠，肖力，王卓，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42