一种适合于大尺寸航拍图像的特征点提取方法
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提出一种基于形 态 学
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角点检测算法改进获得
了稳定的特征点 & 但是没有保留特征点的主方向 信息 ' 上述这些方法在对航拍图像进行特征点提 取的过程中仅考 虑 到 其 中 的 个 别 方 面 & 同时当前 特征点提取算法中没有任何一个能够适用于各种 一个特征 点 提 取 算 法 可 能 针 对 某 一 类 图 像 情况 & 或者应用非常有效 ' 如针对掌纹图像特性对图像 特征点进行 提 取
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金字 塔 分 解 ! & P 3 > 3 @ 5 3 F/ 4 3 C 5 DO G @ = C = 6 5 K 5 = F Q 9 Q 是 实 现 图 像 多 尺 度 分 析 的 一 种 有 效 方 式' P / O" 每一层次的 P / O 将产生一个下采样低通部分! 和一个该图像与预测图 像 的 差 图 像"' 如 图 & 所 示& 本文中 # 为 # 和 $ 分别为分解和合 成 函 数 & 高斯低 通 滤 波 函 数 & 而 合 成 函 数 $V!W # & 为 采样矩阵 ' 这种处理最后将形成第% 层低通部分
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!! 大尺寸的航拍图像是指拍摄范围广而且分辨 率高的图像 & 通常包含更多的信息 & 常用于全景图 拼接和三维重建等应用中 ' 如何快速地对这些航 拍图像进行处理 在 资 源 调 查 ( 灾情监测等领域有 重要的意义 ' 图像特征点的提取通常是这些应用 但是特征点提取模块通 中首要而且关键 的 一 步 & 常需要耗费大量 的 处 理 时 间 & 因此快速地对航拍 图像提取 特 征 点 在 许 多 实 际 应 用 中 有 很 重 要 的 意义 ' 在特征点提取过程中除了保留特征点的位置 保留特征点本身固有的信息也十分重要 & 信息外 & 如方向及其尺度 等 信 息 & 更多的特征点信息直接 决定了后续匹配和跟踪处理的效果 ' 在对图像进 行特征点提取的 方 法 中 & 现有的一些特征点检测
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!! 建立多尺度空间
一幅图像中 & 一个物体只有在一定的尺度范 围内才有意义 ' 实际图像中的特征点通常发生在 不同的尺度范围 上 & 并且这些特征点的尺度信息 不能确定这些特征 对于一幅图像通 常 是 未 知 的 & 点具体在哪个尺度上能得到 ' 多尺度技术检测特 征点是获得特征 点 的 一 种 理 想 途 径 & 可以有效利 用多个不同尺度 & 同时正确地检测一幅图像内发 生在不同尺度水平上的特征点 ' 不同尺度下得到 如图 ! 所示 & 在大尺度上 的特征点有不同的意义 & 较容易检测出航拍图像中表示概貌信息的一部分 特征点 & 在小尺 度 上 可 以 获 得 表 示 物 体 细 节 部 分 的特征点信 息 ' 为 了 得 到 有 意 义 的 特 征 点 信 息 & 就需要构建多尺度空间进行特征点提取 '
一种适合于大尺寸航拍图像的特征点提取方法 ! 石祥滨等 $
) ( $* 进行特征点提取时 ) & 由于航拍图像数据 量 大 且
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取算法进行比较 & 证明了本文提出的算法能够快 速有效提取航拍图像的特征点 '
在 对 特 征 点 进 行 提 取( 描 ' H I . 算 法 复 杂 度 较 高& ) ** 述及匹配的整个过程需要耗费大量的时 间 ' 为 文献) 通过取消 ' 提高 ' H I . 算 法 的 效 率& +* H I . 算法中的采 样 区 来 提 高 ' 但其 H I . 算 法 的 效 率& 误检测率也提高 ' 文献 ) * 通过减少维度来提高 ! " 提取和匹配速度 & 在一定程度上提高了算法效率 ' 而文献 ) * 使用 L ! ! 3 M = 4滤波 器 对 ' H I . 描述符进 行改进 & 适用于 目 标 识 别 等 精 确 度 要 求 较 高 的 场 景& 算法的计算 复 杂 性 增 加 ' 文 献 ) 针对航拍 ! &* 视频的特点 & 对I 0 ' .
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摘 ! 要 $一些航拍图像的尺寸较大 & 现有的特征点提取算 法 在 对 其 处 理 时 均 要 耗 费 大 量 的 时 间 & 针 对 这 一 问 题& 提出一 以获得图像的尺度信息 & 同时保留 图 像 的 方 向 信 种快速有效的特征点提取算法 ' 首先构造原始图像的拉普拉斯金字塔 & 息# 再使用非均匀多方向滤波器组将金字塔图像分解在不同方向上 & 在分解后的图像中提取局部极值点作为 候 选 特 征 点 采用特定的合并策略合并候选特征点最终得到特征点集 & 并根据方向滤波器组为特征点分配方向向 量 ' 试 验 结 果 表 集# 明& 本文算法在基本保证提取到的特征点匹配率及正确率的前提下 & 有较高的效率 ' 关键词 $航拍图像 #特征点提取 #特征点匹配 #拉普拉斯金字塔 #方向滤波器组 中图分类号 $! " ! +# . / , + !!!! 文献标识码 $0!!! 文章编号 $ ! " " " ( ) * + , & " ! 1 " ! ( " & 1 " ( " +
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能提取特征点的几何信息 & 但是它们计算复杂 & 对 因而很 大尺寸的航拍图 像 不 能 进 行 快 速 的 处 理 & 难应用于对 处 理 速 度 要 求 较 高 的 系 统 中 ' 同 时 & 特征点通常发生 在 不 同 的 尺 度 下 & 不同尺度下的 图像会有不同的 特 征 点 表 现 & 而以上这些特征点 提取算法 没 有 体 现 特 征 点 的 尺 度 特 性 ' ; 5 < = > 3 (
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