基于特征尺度分布与对极几何约束的高清影像快速密集匹配方法

本文重点阐述了基于机器视觉的智能摄影测量的效率基础问题之三：高清影像快速智能匹配处理。图像特征匹配是影响数字摄影测量坐标空间计算效率的基础数据处理过程。为了解决高分辨率数据匹配校验计算成本更高及相似特征干扰等影像产品生成效率负面影响问题,本文通过研究影像尺度不变特征的数学本质,结合多视图相机几何模型,推导并验证了图像特征点的降采样尺度分布规律。根据图像空间几何关系在降采样尺度上的匹配映射关系,缩减图像匹配过程中的计算量并筛选有效待匹配点集,将特征点数量10⁵量级的快速全局特征距离初匹配时长限制在亚秒级。在此基础上结合特征尺度分布信息改进的对极几何约束,改进特征匹配算法,辅助缩小匹配搜索范围,通过特征索引与分区并行处理,实现高清影像同名特征的高精度快速密集匹配,提升特征点基数、匹配特征点对数量与正确率。本文使用intel i7-4720HQ与NVIDIA GTX970M进行试验,基于尺度分布特性的特征匹配方法,以亚秒级的计算时间,获取符合多约束条件的10³量级的匹配点对,为数字影像的快速高精度处理提供了一种新思路,在充分满足数字摄影测量的精度的基础上可提高其产品生成效率。