[发明专利]基于特征状态与全局一致性的快速图像匹配方法及系统

摘要

本发明提供基于特征状态与全局一致性的快速图像匹配方法及系统，包括检测角点作为待匹配的特征点，使用状态模板识别特征点的特征邻域状态；以特征点为中心，计算描述子的主方向；将主方向旋转，对特征点的特征邻域进行描述，将二值纹理特性和统计特性结合，构建RBT‑OGMH特征描述子；进行匹配，包括针对于两类不同的描述子，采用不同的相似性度量；利用空间域一致特征，基于误差波动幅度最小聚类，快速确定变换矩阵，剔除错误匹配点对，获得最终的正确匹配点对。本发明技术方案具有旋转不变性和一定的尺度不变性，能有效解决图像模糊、光照变化、低对比度和图像变形问题，相比于现有技术，本发明具有更快的匹配速度和精度。

主权项

1.一种基于特征状态与全局一致性的快速图像匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，检测角点作为待匹配的特征点，使用状态模板识别特征点的特征邻域状态；步骤2，以特征点为中心，计算描述子的主方向；步骤3，将步骤2所得的主方向旋转和坐标轴x对齐，对特征点的特征邻域进行描述，将二值纹理特性和统计特性结合，构建将旋转不变二值纹理化和方向梯度直方图相结合的特征描述子，记为RBT‑OGMH特征描述子；步骤4，根据RBT‑OGMH特征描述子进行匹配，包括针对于两类不同的描述子，采用不同的相似性度量；步骤5，根据步骤4的匹配结果，利用空间域一致特征，基于误差波动幅度最小聚类，快速确定变换矩阵，剔除错误匹配点对，获得最终的正确匹配点对；步骤1的实现方式为，利用角点检测算法提取图像的特征点后，根据预定义的状态模板识别特征点的特征邻域状态；所述状态模板包含均匀分布在一个圆环上的4个像素，将模板中心覆盖在特征点上，基于模板以图像中每个像素点为待检测点分别进行以下局部运算，设特征点为X，状态模板所覆盖的四个像素点P、P'、Q和Q'与特征点X相比的明暗状态SX→P、SX→P'、SX→Q和SX→Q'，根据以下特征点域状态判别函数判断待检测点X在邻域内位于亮区域或者暗区域，SX＝∑(SX→P+SX→P'+SX→Q+SX→Q')其中，状态比较函数为B＝P、P'、Q或Q'，f(X)为点X的灰度值，f(B)为点B的灰度值，Th为两点间状态差异度阈值，当SX为正数时，特征点X在邻域内位于亮区域，当SX为负数时，特征点X在邻域内位于暗区域。