[发明专利]一种用于基于超像素SIFT航拍地图拼接的方法

摘要

本发明公开了一种用于基于超像素SIFT航拍地图拼接的方法，包括1)对航拍地图进行超像素自适应分割；2)以步骤1)得到的若干个超像素的颜色归一化均值作为引导信息，获得3～10对超像素预匹配对，对所述超像素预匹配对提取SIFT特征，进行SIFT特征匹配后剔除匹配失败的超像素预匹配对；3)在线生成监督机制，得到满足要求的匹配点对；4)利用步骤3)精选后的匹配点对计算变换矩阵，融合图像，实现图像拼接。本发明方法实现了航拍地图的快速、高效拼接；并通过实验验证了本方法的有效性。

主权项

一种用于基于超像素SIFT航拍地图拼接的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对航拍地图进行超像素自适应分割；包括：1‑1、初始化：生成在二维图像空间均匀随机分布的K0个初始种子点pj,j＝1～K0，令a(0)＝r(0)＝0,0.5<λ<1,t＝1，其中λ为迭代系数，t为迭代次数；1‑2、计算图像颜色标准差σ，令j＝1,K＝K0；1‑3、利用两点间颜色差和距离求相似度函数s(i,k)，s(i,k)=-(1N/Kdxy(i,k)+1σdlab(i,k))---(1)]]>dxy(i,k)=(xk-xi)2+(yk-yi)2---(2)]]>dlab(i,k)=(lk-li)2+(ak-ai)2+(bk-bi)2---(3)]]>σ=1NΣn=1N(ln-l‾)2+(an-a‾)2+(bn-b‾)2---(4)]]>s(k,k)＝∑s(i,k)/N，i＝1～N,k＝1～N   (5)式(1)至式(5)中，s(i,k)表示第i个像素点与第k个像素点的相似度，dxy(i,k)表示第i个像素点与第k个像素点的距离，像素点i、k的坐标分别为(xi,yi)和(xk,yk)，dlab(i,k)表示第i个像素点与第k个像素点的颜色差异，li、ai、bi分别表示像素点i的三个颜色分量，lk、ak、bk分别表示像素点k的三个颜色分量，N表示图像中的像素点数，ln、an、bn分别表示第n个像素点的三个颜色分量，分别表示全图的三个颜色分量均值，xk、yk表示第k个像素点的坐标；1‑4、按照顺序在每一个种子点的邻域内计算其中各点的吸引度函数r(i,k)和归属度函数a(i,k)，并开始迭代，其中吸引度函数和归属度函数分别为：r(i,k)＝s(i,k)‑maxk'≠k{a(i,k')+s(i,k')}     (6)a(i,k)=mini≠k{0,r(k,k)+Σi′≠i,kmax[0,r(i′,k)]}i≠kΣi′≠kmax[0,r(i′,k)]i=k---(7)]]>迭代公式分别为：r(t)(i,k)＝λr(t‑1)(i,k)+(1‑λ){s(i,k)‑maxk'≠k[a(t‑1)(i,k')+s(i,k')]}   (8)a(t)(i,k)=λa(t-1)(i,k)+(1-λ)mini≠k{0,r(t-1)(k,k)+Σi′≠i,kmax[0,r(t-1)(i′,k)]},i≠kλa(t-1)(i,k)+(1-λ){Σi′≠kmax[0,r(t-1)(i′,k)]}i=k---(9)]]>式(6)至式(9)中，i′＝1～N,k′＝1～N；在迭代过程中，如果归属度函数和吸引度函数都不再发生变化或到达最大迭代次数，则停止迭代；1‑5、将邻域内各吸引度函数和隶属度函数之和最大的点作为新的种子点；与此同时，删除旧种子点；1‑6、重复执行步骤1‑3至1‑5，直至图像中全部种子点更新完毕；1‑7、对更新完毕的种子点进行排序查重，并使用相似度函数s(i,k)进行聚类，得到若干块超像素；步骤二、以步骤一得到的若干个超像素的颜色归一化均值作为引导信息，获得3～10对超像素预匹配对，对所述超像素预匹配对提取SIFT特征，进行SIFT特征匹配后剔除匹配失败的超像素预匹配对；步骤三、在线生成监督机制，得到满足要求的匹配点对；包括：3‑1、使用RANSAC对步骤二保留下的其中一个超像素匹配对的特征匹配点对进行精选；3‑2、在上述精选出的超像素匹配对的四邻域寻找其他的超像素匹配对；3‑3、以上述步骤3‑2中寻找到的其他超像素匹配对内特征点的信息作为其他超像素区域内特征点匹配的标准，具体指超像素中两个特征点距离与所匹配的超像素中对应的两个特征点距离的比值；3‑4、若匹配对的数量满足设定的阈值，则执行步骤四；否则返回步骤3‑1；步骤四、利用步骤三精选后的匹配点对计算变换矩阵，融合图像，实现图像拼接。