[发明专利]多幅深度图像自动配准方法

权利要求书

1.多幅深度图像自动配准方法，包括两幅深度图像配准过程和多幅深度图像全局匹配 过程，其特征在于步骤如下：

所述的两幅深度图像配准如下：

(1)在两幅图像上分别计算SIFT特征，得到每个特征点对应一个128维特征向量；

(2)根据步骤(1)所述的特征向量，匹配对应点；

(3)确定匹配对应点之后，采用RANSAC算法求解基础矩阵，然后采用基础矩阵剔除 匹配错误的对应点；

(4)将剔除匹配错误后的对应点按SIFT特征距离排序，去掉两幅图像的特征向量之间 距离最大的20％的对应点；

(5)根据步骤(4)中得到的去掉两幅图像的特征向量之间距离最大的20％的对应点， 采用四元数法求得变换矩阵，从而得到两两粗略配准；

(6)两两粗略配准后，使用ICP算法精确配准两幅深度图像；

所述的多幅深度图像全局匹配过程如下：

(7)根据步骤(6)得到的两两精确配准的两幅深度图像，建立多幅图像的模型图；

(8)求得模型图的导出圈基，建立导出圈基的邻接关系图Γ，所述的导出圈基是指没 有弦的导出圈构成的基；起点和终点为同一顶点的基本通路称为圈，一条边连接一个圈中的 两个顶点，但它并不是圈中的边，称为弦；

(9)搜索圈空间，所述的圈空间为模型图中所有回路的集合，在搜索时只搜索导出圈 基的邻接关系图Γ中的连通顶点生成的圈，并且得到一个一致圈时，就删掉一个圈基，直到 Γ所剩余的顶点个数小于要搜索的顶点个数为止，得到多幅图像的全局匹配；所述步骤(9) 中的对于得到一个一致圈的判断方法：从圈中任取一幅深度图像，求得它的直径d，将该深 度图像沿着圈中的两两变换变换一周，得到一幅新的深度图像，计算新的深度图像和初始深 度图像对应点之间的误差e，将e/d作为圈的误差，如果圈的误差小于设定阈值圈就是一致 的，否则，是不一致的；

所述步骤(2)中采用双向交叉方法匹配对应点，其步骤为：匹配对应点时，对于第一 幅图像上的特征点p，其有一个特征向量，在第二幅深度图像的所有特征向量中找到距离特 征点p的特征向量最近的特征点p′，反过来对于p′，在第一幅深度图像的所有特征向量中找 到距离特征点p′的特征向量最近的特征点p″，如果p＝p″，则p与p′为匹配对应点；

所述步骤(7)中所述的模型图G＝<V，E>是一个无向图，V是顶点的集合，E是边的 集合，每个顶点v_i∈V表示一幅深度图像，每一条边e_ij＝(v_i，v_j)∈E，当且仅当深度图像v_i和 v_j的两两配准结果T_ij存在，并且T_ij作为边e_ij的属性，其中v_i和v_j是模型图的两个顶点。

2.根据权利要求1所述多幅深度图像自动配准方法，其特征在于：所述的步骤(6)后 还要判断两两配准结果是否正确，判断步骤为：首先，在根据SIFT特征匹配对应点时，如 果匹配成功的对应点数小于设定阈值，则判定配准不正确；其次，使用ICP算法精确配准时， 如果误差过大，大于设定阈值，则判定配准不正确；如果以上两个条件均无法判定配准结果 错误，则认为结果正确。