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复杂地物条件下基于线特征的异源景象匹配

王力,贾平,张叶,马天翔

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王力, 贾平, 张叶, 马天翔. 复杂地物条件下基于线特征的异源景象匹配[J]. , 2016, 9(1): 81-88. doi: 10.3788/CO.20160901.0081
引用本文: 王力, 贾平, 张叶, 马天翔. 复杂地物条件下基于线特征的异源景象匹配[J]. , 2016, 9(1): 81-88.doi:10.3788/CO.20160901.0081
WANG Li, JIA Ping, ZHANG Ye, MA Tian-xiang. Multi-sensor image matching based on line features under complex object conditions[J]. Chinese Optics, 2016, 9(1): 81-88. doi: 10.3788/CO.20160901.0081
Citation: WANG Li, JIA Ping, ZHANG Ye, MA Tian-xiang. Multi-sensor image matching based on line features under complex object conditions[J].Chinese Optics, 2016, 9(1): 81-88.doi:10.3788/CO.20160901.0081

复杂地物条件下基于线特征的异源景象匹配

doi:10.3788/CO.20160901.0081
基金项目:吉林省重大科技攻关资助项目(No.11ZDGG001)
详细信息
    通讯作者:

    王力(1992-),男,甘肃定西人,硕士研究生,主要从事航空图像处理和模式识别方面的研究。E-mail:wl_ciomp@126.com

    贾平(1964-),男,吉林延吉人,研究员,博士生导师,主要从事光学动态成像控制和图像处理技术等方面的研究。E-mail:jiap@ciomp.ac.cn

  • 中图分类号:TP391.4

Multi-sensor image matching based on line features under complex object conditions

  • 摘要:为了寻求应用于复杂地物条件下异源景象匹配的算法,使其满足尺度和旋转不变性,受视觉成像系统的启发,利用初始简图可以表征图像大部分信息的特点,提出了一种新的基于线段对的异源图像匹配算法。首先,提取并筛选图像中能够表征图像信息的线段;然后,利用线段自身信息及线段的相对位置关系构建线段对特征;接着,通过线段对之间的相似性对图像进行粗匹配;最后,利用线段之间的拓扑关系进行精匹配。实验表明,本文方法对具有旋转、缩放和平移变换的异源图像的匹配正确率达到了75%以上,运算时间是传统匹配算法的1/5左右,基本满足了异源景象匹配应用对算法实时性和准确性的要求。

  • 图 1LSD提取线段效果

    Figure 1.Effects of line segment extraction by LSD algorithm

    图 2线段筛选结果

    Figure 2.Selection of line segment

    图 3线段配对原则

    Figure 3.Rule of line combination process

    图 4线段相互关系示意图

    Figure 4.Relationship of line segments

    图 5精确匹配过程

    Figure 5.Process of accurate registration

    图 6δ值与算法运算时间及特征数量的关系

    Figure 6.Relationship betweenδ,operation time and feature number

    图 7dmax值和匹配正确率及运算时间的关系

    Figure 7.Relationship betweendmax,the correct matching rate and operation time

    图 8本文方法匹配结果

    Figure 8.Matching results using proposed algorithm in this paper

    图 9本文算法与SIFT算法比较结果

    Figure 9.Comparison of the proposed algorithm and SIFT algorithm

    表 14种算法性能比较

    Table 1.Performance comparison of the four algorithms

    Method Registration time/s Correct matching rate/%
    Proposed in this paper 4.7 73.2
    The method of ZHU[6] 5.0 58.9
    Mutual information 59 30
    SIFT 6 12.5
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出版历程
  • 收稿日期:2015-09-11
  • 录用日期:2015-11-13
  • 刊出日期:2016-01-25

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