数字摄影测量学课件：第08讲：特征匹配.ppt

1、特征匹配特征匹配摄影测量学摄影测量学（下）（下）第三第三章章遥感信息工程学院遥感信息工程学院 摄影测量教研室摄影测量教研室nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有n特征匹配的概念特征匹配的概念n基于特征点的影像匹配策略基于特征点的影像匹配策略 n跨接法影像匹配跨接法影像匹配主要内容主要内容 nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有特征匹配特征匹配n以影像的灰度分布为影像匹配以影像的灰度分布为影像匹配的基础，被称为灰度匹配（的基础，被称为灰度匹配（Area Based Image Matching） n特征匹配（特征匹配（Feature Based Match

2、ing，在计算机界也称为，在计算机界也称为 Primitive Based Matching）。）。 nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有n当待匹配的点位于低反差区内，当待匹配的点位于低反差区内， 其匹配的成功率不高。其匹配的成功率不高。 n目的只需要配准某些点线或面目的只需要配准某些点线或面 n在城市中，被处理的对象主要是在城市中，被处理的对象主要是人工建筑物，灰度匹配难以适应人工建筑物，灰度匹配难以适应 特征匹配使用的几种场合特征匹配使用的几种场合特征匹配步骤特征匹配步骤n特征的匹配可以分为点、线、面特征的匹配可以分为点、线、面n特征匹配可分为三步特征匹配可分为三步：

3、 特征提取；特征提取；利用一组参数对利用一组参数对特征作描述；特征作描述；利用参数进行特利用参数进行特征匹配。征匹配。 nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有iSffijijji)(11n例如：首先可以用边缘算子（Edge Operator）从影像中提取边缘，然后再用参数描述“边缘”。n常用常用 -S曲线表达曲线表达边缘：边缘： 基于特征点的影像匹配的策略基于特征点的影像匹配的策略 特征提取特征提取n根据各特征点的兴趣值将特征根据各特征点的兴趣值将特征点分成几个等级点分成几个等级n对不同的目的，特征点的提取对不同的目的，特征点的提取应有所不同应有所不同 （2）均匀分布。将影

4、像划分成规均匀分布。将影像划分成规则矩形格网，每一格网内提取则矩形格网，每一格网内提取特征点。特征点。(1) 随机分布。按顺序进行特征提随机分布。按顺序进行特征提取，但控制特征的密度。取，但控制特征的密度。特征点的分布则可有两种方式：特征点的分布则可有两种方式： n特征点的匹配特征点的匹配 n二维匹配与一维匹配二维匹配与一维匹配 影像方位参数未知时，必须进影像方位参数未知时，必须进行二维影像匹配行二维影像匹配; ;建立影像模建立影像模型，形成核线进行一维匹配型，形成核线进行一维匹配 1.对右影像也进行相应特征提 取2. 右影像不进行特征提取3. 右影像不进行特征提取，但也不将所有的点作为可能的

5、匹配点，n匹配的备选点选择方法匹配的备选点选择方法nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有n特征点的提取与匹配的顺序特征点的提取与匹配的顺序 “深度优先深度优先” “广度优先广度优先” nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有n匹配的准则匹配的准则 除了运用一定的相似性测度，一般还可考虑特征的方向，周围已匹配点的结果n粗差的剔除粗差的剔除 小范围内利用倾斜平面模型进行视差拟合，将残差大于某一阈值点作为粗差剔除 n跨接法影像匹配跨接法影像匹配 ABb1a1a2b2n先不顾及几何变形作“粗匹配”，然后用其结果作几何改正再匹配 n几何变形几何变形 处理影像几何变处

6、理影像几何变形的两种方式形的两种方式nhttp:/ “测绘信息网”网友搜集,版权归原权利人所有n最小二乘影像匹配将影像匹配与几何改正均作为参数同时解算 影像匹配影像匹配几何改正几何改正影像匹配影像匹配几何改正几何改正与与影像匹配影像匹配影像匹配影像匹配影像匹配影像匹配优点！优点！特征分割法特征分割法 特征定义为一个“影像段”，由三个特征点组成：一个灰度梯度最大点Z，两个“突出点”（梯度很小）S1，S2 在提取特征时，所用算子不仅应顺次地提取出一个特征上三个特征点的像素序号（点位），而且还应保留两个突出点S1，S2之灰度差。特征分割法特征分割法 n跨接法影像匹配步骤跨接法影像匹配步骤 l.l.特

7、征提取特征提取 2. 构成跨接法匹配窗口构成跨接法匹配窗口n所谓跨接法窗口结构，就是将所谓跨接法窗口结构，就是将两个特征连接起来构成窗口，两个特征连接起来构成窗口， 在左方影像上在左方影像上F Fb b和和F Fe e分别是已配分别是已配准与待匹配的特征构成目标窗口准与待匹配的特征构成目标窗口 右方影像上，右方影像上，F Fb b是已配准的特征，是已配准的特征，在右方影像上选定若干特征在右方影像上选定若干特征比较待匹配特征比较待匹配特征F Fe e与备选特征之与备选特征之间的特征参数，选取相似特征间的特征参数，选取相似特征在右方影像上，以在右方影像上，以F Fb b为窗口的一为窗口的一个端点特

8、征，而以被选定的备选个端点特征，而以被选定的备选特征特征1 1，3 3为窗口的另一端的特征，为窗口的另一端的特征，构成不同的匹配窗口构成不同的匹配窗口对匹配窗口进行重采样，使其大对匹配窗口进行重采样，使其大小始终等于左方影像的目标窗口小始终等于左方影像的目标窗口的长度，从而消除了几何畸变对的长度，从而消除了几何畸变对相关的影响。相关的影响。计算目标窗口与重采样的匹配计算目标窗口与重采样的匹配窗口的相关系数，按最大相关窗口的相关系数，按最大相关系数的准则确定系数的准则确定Fe的同名的同名特征。特征。 将目标窗口将目标窗口a,b整个视为待配准元整个视为待配准元“影像段影像段”在右核在右核线上建立一些备选线上建立一些备选的搜索窗口的搜索窗口