欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2019112768077
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种利用词汇树引导的无人机倾斜影像特征匹配方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:利用无人机UAV影像构建词汇树,具体如下:

S11:利用SIFT算法对UAV影像进行特征点提取;

S12:UAV影像特征选择,即采用随机采样策略选择UAV影像集,从原始数据集中选择一个比例p的影像集X={xi},i=1,2…,n,0<p≤1,n为影像的总数,xi表示第i个影像;然后,采用尺度约束策略分别对每个影像xi选择特征子集P={pi},i=1,2…,h,即对于每个影像xi,将S11中提取的特征点按照尺度因子从大到小排列,选择前面h个特征点,影像集X中所有选择的特征构成训练特征,所述训练特征包括n个影像,每个影像包含h个特征点,h为预设值;

S13:对于步骤S12中选择的训练特征,采用分层K-means聚类算法构建词汇树W={wi},i=1,2,...,v,w表示单词,v表示单词总个数;

S2:基于词汇树建立UAV影像索引,UAV影像索引的本质就是利用单词对UAV影像进行描述,得到每张影像对应的词频向量,即利用S1生成的词汇树W={wi},i=1,2,...,v,UAV影像采用一个v维向量vd=(t1,…,ti…,tv)进行描述,向量vd中的元素ti表示单词wi在id号为d的影像中出现的加权频率,即其中,nid表示单词wi在id号为d的影像中的频数;nd表示id号为d的影像包含的总词汇数;Ni是包含单词wi的影像数;N表示UAV影像的总数;

UAV影像索引建立步骤具体如下:

S21:利用KDTree算法建立单词集合W的最近邻查找索引TW;

S22:对于id号为d的影像的每个特征点pi,从索引TW中搜索特征点最近邻单词wj,将搜索到的特征点最近邻单词wj记录到倒排索引结构,倒排索引采用“单词-文档”的结构建立单词与文档之间的索引关系,即在单词wj对应的倒排文件列表中增加一条记录(d,i);

S23:按照步骤S22处理所有影像,即实现了基于词汇树的UAV影像索引的构建;

S3:基于词汇树构建的UAV影像索引,引导UAV影像匹配,具体如下:

S31:引导UAV影像匹配对选择具有空间重叠的影像对,避免无重叠影像对匹配导致的时间消耗和错误匹配;

S32:利用词汇树构建的“单词-文档”索引关系,约束UAV影像候选匹配点,将候选匹配点限定在一个更小的集合内部;

S33:将经过上述S31得到的影像匹配对和S32得到的候选匹配点后进行UAV影像匹配。

2.根据权利要求1所述的一种利用词汇树引导的无人机倾斜影像特征匹配方法,其特征在于,所述S13中对于训练特征,词汇树的构建步骤如下:S131:利用K-means聚类算法确定训练特征的K个初始聚类中心;

S132:根据最近距离测度,将输入的特征子集合划分为K个子集,构成词汇树的第一层,其中根节点为第零层;

S133:对每个子集进行迭代的聚类操作,直到词汇树的层数或者叶子节点数达到给定的阈值256*256;那么,词汇树的叶子节点就构成了用于影像描述的单词集合W={wi},i=

1,2,...,v;其中wi表示第i个单词,v表示单词总个数。

3.根据权利要求1所述一种利用词汇树引导的无人机倾斜影像特征匹配方法,其特征在于,所述S31中采用影像检索技术进行影像匹配对选择,基于S2建立的UAV影像索引结构,可以得到任意两张影像xi和xj的加权词频向量vdi和vdj,那么,影像xi和xj的相似性采用词频向量vdi和vdj的夹角余弦值进行量化,即得到影像xi和xj的相似性值,依此步骤,可以得到影像xi与其他所有影像的相似性值,那么,影像xi的匹配对选择就是选择与其相似性值最高的T个影像,构成影像匹配对Mi={(xi,xj)},j=1,2,…T,T为预设值。

4.根据权利要求1所述一种利用词汇树引导的无人机倾斜影像特征匹配方法,其特征在于,所述S32中约束UAV影像候选匹配点的具体方法如下:S321:对词频向量vdi和vdj求与运算,得到一个V维标识向量fij;

S322:对于标识向量fij中任一取值为1,索引为k的元素,从单词wk的倒排文件中查找影像ii和ij的所有特征点,得到Pki和Pkj;

S323:按照步骤S322处理标识向量fij的所有取值为1的元素,得到影像匹配对(xi,xj)的候选匹配点集合列表Cij={(Pki,Pkj)}。

5.根据权利要求4所述一种利用词汇树引导的无人机倾斜影像特征匹配方法,其特征在于,所述S33进行UAV影像匹配步骤如下:S331:对于UAV影像匹配对(xi,xj),遍历Cij的每一个候选匹配点集合(Pki,Pkj);

S332:对于Pki中任一特征点pki,从Pkj中搜索与其欧式距离最近的两个特征点pkj1和pkj2,如果最近特征pkj1和次近特征pkj2的距离比值小于给定阈值Td,那么保留当前匹配点(pki,pkj1);

S333:重复S332,得到影像匹配对(xi,xj)的初始匹配结果;

S334:基于RANSAC算法的基本矩阵估计,利用影像匹配对的几何约束优化初始匹配结果,得到最终的匹配点。