基于直线编组的直角多边形拟合算法

提取建筑物时,图像的不准确分割或点云的随机性分布导致轮廓线不规整,需进一步拟合。目前常用方法为角点定位法和最小外接矩形拟合法,前者很难将相邻边界线拟合为正交状态,后者对于凹凸角较多的复杂建筑物轮廓拟合效果不佳。本文提出基于直线编组的直角多边形拟合算法,根据轮廓线的主方向将提取直线段分为两组,再根据直线段组的实际情况选择适用的策略进行拟合。实验证明,该方法不仅能够保持多边形的正交性,而且对于复杂轮廓有很好的拟合能力,实用性强。     

叠置分区辅助的相位编组直线提取算法

针对现有相位编组方法在区域分界线处产生边缘断裂及同一分区内直线拟合难题,提出了一种叠置分区辅助的相位编组直线提取算法。该算法通过两次分区生成交叠的八分区模式,二次分区中心线与一次分区分界线相重合。首先根据初始四分区,将梯度相位相同且相互连接的边缘点编组生成直线支持区,再对其进行边缘分裂,进而拟合出对应的直线。然后将不满足一次分区条件的边缘点再依据二次分区进行直线提取,以弥补一次分区在分界线附近产生的边缘断裂。本文算法原理简单,不需要参数调整。试验验证和对比分析表明,该算法不仅能有效、准确地提取影像上的直线特征,而且对于影像上的曲线特征也能通过直线拟合得到较好的提取结果。     

结合边缘编组的Hough变换直线提取

针对传统Hough变换用于直线检测存在的问题进行了细致的分析和归纳总结,在此基础上,提出一种结合边缘编组的Hough变换直线提取算法。该算法首先采用基于8邻域的边缘跟踪算法对Canny算子检测得到的边缘点进行编组;然后对每一个边缘组分别进行Hough变换,单独确定Hough变换原点和参数的取值范围。Hough变换过程中,采用迭代的"投票"方式,每次确定单一峰值点并删除对应像素。实验证明,该算法原理简单,能有效解决传统Hough变换存在的精度不高、计算复杂等问题。同时该算法具有较强的鲁棒性,可以有效处理不同类型的影像数据,适用于并行处理。     

基于部件可视锥的复杂目标遮挡剔除方法

针对结构错综复杂的目标实时绘制中的遮挡剔除问题,提出了部件可视锥概念,用一个圆锥区域描述部件在考虑其邻近范围其他部件联合遮挡情况下的可视区域,并提出了基于部件可视锥的遮挡剔除算法,实现了实时绘制过程中可见性的快速判断,并以一个典型的虚拟建筑环境为例测试了本文方法的有效性。实验证明,利用可视锥能简化绘制过程中的可见性识别,大大提高实时绘制效率。     

基于边缘检测的编组法直线提取

对直线相位编组法进行改进，提出了一种在边缘检测基础上进行相位编组提取直线的方法。该方法充分利用了图像的梯度和幅值信息，能够比较准确地提出物体的边缘直线，克服了相位编组法中边缘灰度幅值信息利用不够、容易生成多边缘、不利于突出物体主边缘直线的缺点。在大比例尺域市房屋的提取中能发挥比较好的辅助作用。     

基于相关系数法的彩色图像立体匹配方法

提出了一种基于相关系数法的彩色图像分3个波段匹配方法.本方法分两步进行影像匹配,首先利用相关系数作为匹配测度对同一个彩色影像的不同波段实施粗匹配,通过结果剔除误匹配点,然后在初匹配的结果基础上采用最小二乘实现亚像素级匹配.实验结果表明彩色影像立体匹配方法是精确有效的.     

基于边缘检测的编组法直线提取

对直线相位编组法进行改进,提出了一种在边缘检测基础上进行相位编组提取直线的方法.该方法充分利用了图像的梯度和幅值信息,能够比较准确地提出物体的边缘直线,克服了相位编组法中边缘灰度幅值信息利用不够、容易生成多边缘、不利于突出物体主边缘直线的缺点,在大比例尺城市房屋的提取中能发挥比较好的辅助作用.     

基于几何约束与局部描述的航空影像直线匹配

针对航空影像场景复杂,干扰直线匹配的不确定因素较多的问题,本文提出了基于几何编组与局部均值标准差直线描述符(MSLD)的直线匹配算法。首先,利用直线检测器(LSD)获得影像的直线特征信息,将直线与直线间的几何特征作为约束条件进行编组,获得两幅航空影像的直线对;其次,运用核线约束确定候选直线对,并依次构建参考与候选直线对的支持区域,利用仿射不变性统一支持区域的大小,借助MSLD进行直线对外观的局部描述;然后,结合欧氏距离与最邻近比值计算航空影像中直线描述符间的相似性,进而确定匹配结果;最后,结合共线约束完成对匹配结果的检核,获取精确的同名直线。试验选择不同场景类型变换下的航空影像数据,结果证明了本文算法可以较好地应对航空影像直线匹配效果不佳的现象。     

利用匹配直线解求变换参数的方法

特征匹配是影像匹配的一种有效方法,它已逐渐发展成为具有旋转缩放不变性的方法。在匹配之后,往往需要解求变换参数。提出了一种新的方法,即利用匹配直线的对应关系解求变换参数。该方法应用到动态DEM匹配试验中,取得了较好的试验结果。     

基于轻量化PASMnet神经网络的立体匹配方法

针对传统方法用于立体匹配、三维地形重建效果差,而深度学习的方法模型大、速度慢的问题,提出了一种轻量化PASMnet神经网络的立体匹配方法。首先,对PASMnet进行结构化剪枝,精化参数配置,减少模型参数数量,提升模型运行速度。然后对归一化后的图像进行极线校正,得到成像平面平行的立体影像,进行立体匹配任务。在KITTI2015数据集上进行验证,实验结果表明改进的模型参数量减少为原模型的1/6,运行时间为0.56 s。剪枝量化后的模型运行速度更快,推理时间缩短,并且可以用于月面影像的立体匹配,拓展了模型应用。     

Complex correspondences in straight line stereo matching

Partial occlusion and fragmented lines will result in the various cases of straight line correspondences, such as one-to-one, one-to-many or many-to-many ones. However, the complex correspondences, such as one-to-many and many-to-many ones, are usually ignored or cannot be established completely in the existing methods. Here, the essence of the complex correspondences will be analyzed. Based on the two characteristics of a straight line, which are introduced by regarding a straight line as a set of collinear points, the compatibility between the complex correspondences and the uniqueness constraint of point correspondence is proved and a new uniqueness constraint of correspondence for matching lines is proposed. Based on the analysis of the complex correspondences, a new concept of line feature group is defined to describe a set of integral correspondences among straight line features from different images and then a new algorithm for establishing all the correspondences completely is described simply. The experimental results with real stereo images illustrate that the complex correspondences among straight lines are actual cases and can be established effectively.     

多尺度边缘动态规划立体匹配算法

目前大多数立体匹配方法都是基于像素处理,而以面向对象的方式进行立体匹配则更加符合人类视觉习惯。该文提出一种面向对象的多尺度递进的立体匹配算法,实现由粗到细的快速立体匹配。首先对参考图进行粗分割获取目标对象,然后针对目标区域采用边缘线动态规划的方法获取视差,再根据精度需求进一步判断该目标是否需要细分以获取更加精细的视差,最后得到有效的视差图。实验证明,这种方法以目标区域为对象避免了从像素级逐一运算,不仅使处理速度加快,而且还能保持有效精度。     

自适应窗口的SAR立体影像匹配方法

针对SAR立体影像间几何畸变对影像匹配的影响,该文提出一种自适应窗口的SAR立体影像匹配方法。首先引入外部粗分辨率DEM,根据影像参数和DEM高程精度约束匹配搜索范围。然后采用归一化互相关和测度进行辅影像匹配窗口自适应扩展匹配,以保证主辅影像匹配窗口内的灰度信息一致;归一化互相关和值最大时的辅影像匹配窗口为最佳匹配窗口,最佳匹配窗口的中心点为获取的匹配点。最后利用双向一致性约束剔除误匹配点。试验结果表明,本文方法在山地区域能有效地增加正确匹配点数量,提高匹配正确率。     

多通道置信传播算法的核线影像密集匹配

针对航空核线影像的稠密匹配问题,该文提出了一种基于控制点与RGB三色置信传播模型的多通道置信传播算法。该算法利用点特征匹配算子提取影像的部分同名点作为区域控制点,随后将RGB 3个颜色分量都作为置信传播模型的独立基础变量,同时增加邻域像素点对的颜色差异的贡献。两组核线影像匹配实验结果表明,所提算法在使用较少参数的情况下,降低了同名点存在颜色差异造成的干扰,利用置信传播原理提高了同名点的匹配正确率,能有效进行航空核线影像的逐像素密集匹配。     

联合共线约束与匹配冗余的组直线匹配结果检核算法

针对"一对多""多对一""多对多"直线匹配结果难以检核的瓶颈问题,提出一种共线约束与匹配冗余的组直线匹配结果检核算法。该算法在已有组直线匹配结果基础上,首先将结果中的每对同名直线组分裂为两对同名单直线,分别建立直线组、单直线同名对应关系矩阵,矩阵的行、列号分别对应参考影像、搜索影像上直线组索引或单直线索引,矩阵元素值可用于记录其行、列号所表示对应关系出现的数目、特征相似性系数等多源信息;在此基础上,以同名直线关系矩阵为基础,提取局部关系矩阵,建立"一对多""多对一""多对多"匹配结果间的关联;然后基于局部关系矩阵,结合共线约束、匹配冗余、特征相似性系数对结果进行检核,剔除错误匹配,保留正确匹配;最后对结果中的"多"直线进行拟合得到"一对一"的同名直线。选取具有典型纹理特征的航空影像和近景影像进行组直线匹配结果检核试验,获得了可靠的同名直线,验证了本文算法的有效性。     

SEMIAUTOMATIC BUILDING EXTRACTION FROM STEREO IMAGE PAIR BASED ON LINES GROUPING AND LEAST SQUARES MATCHING

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｔｐｒｅｓｅｎｔ,ｍａｎｙｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｄｉｇｉｔａｌｐｈｏｔｏｇｒａｍ ｍｅｔｒｉｃｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｓ (ＤＰＷ )ｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｏｐｒａｃｔｉｃａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ .Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｍｃａｎａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ ｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｇｉｔａｌｔｅｒｒａｉｎｍｏｄｅｌ(ＤＴＭ)ａｎｄｄｉｇｉｔａｌｏｒｔｈｏ＿ｉｍａｇｅ (ＤＯＭ ) ,ｂｕｔｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｔａｎｙｓｙｓｔｅｍｓｗｈｉｃｈｃａｎａｕｔｏｍａ…     

Semiautomatic building extraction from stereo image pair based on lines grouping and least squares matching

The paper presents a general paradigm of semiautomatic building extraction from aerial stereo image pair. In the semiautomatic extraction system, the building model is defined by selected roof type through human-machine interface and input the approximation of area where the extracted building exists. Then under the knowledge of the roof type, low-level and mid-level processing including edge detection, straight line segments extraction and line segments grouping are used to establish the initial geometrical model of the roof-top. However, the initial geometrical model is not so accurate in geometry. To attain accurate results, a general least squares adjustment integrating the linear templates matching model with geometrical constraints in object-space is applied to refine the initial geometrical model. The adjustment model integrating the straight edge pattern and 3D constraints together is a well-studied optimal and anti-noise method. After gaining proper initial values, this adjustment model can flexibly process extraction of kinds of roof types by changing or assembling the geometrical constraints in object-space.     

直线特征的多层次仿射不变匹配方法研究

针对直线两侧表面视差非连续、影像几何变形大等问题,提出了一种直线特征的多层次、仿射不变匹配方法。首先利用核线几何、相对方位、重叠距离、长度比等约束条件确定候选直线,根据仿射不变参数纠正直线支撑窗口并计算两侧邻域灰度加权相似性,得到线特征两侧表面视差连续情况下的直线匹配结果,并利用左右双向一致性检验剔除错误匹配;然后对未匹配直线采用顾及线特征两侧表面视差不连续的单侧邻域灰度加权相似性准则和双向一致性检验得到最终匹配结果。不同纹理类型的倾斜立体影像数据验证了方法的有效性,为倾斜立体影像直线特征匹配提供了一种可行的思路。     

线目标特征点相似性匹配

针对地图制图数据库更新中多源数据匹配问题,通过提取线目标中的特征点,建立一种基于空间位置和拓扑关系的匹配模型,对特征点进行相似性匹配。实验证明该模型匹配效果良好,基本满足数据更新中图形纠正的需要。