機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法，用于解決現(xiàn)有基于特征目標匹配識別地圖中特殊圖標的方法實時性差的技術問題。技術方案是首先在第K幀啟動多視角Surf特征匹配線程，特征匹配后得到與第K幀最匹配的模板圖像的某個視角圖像以及在第K幀的目標位置；其次，同時啟動相鄰兩幀的Orb特征匹配線程，進行特征匹配得到相鄰兩幀以及從第K幀到當前幀的單應矩陣；再次，結(jié)合多視角Surf特征匹配和相鄰兩幀Orb特征匹配得到目標在當前幀的位置；最后，啟動多視角Surf特征匹配線程進行校正。本發(fā)明彌補了特征匹配時對視角考慮不足的缺陷，而且運算時間為每幀30ms，達到了實時性的要求。
【專利說明】機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于航拍圖像處理領域，特別是涉及一種機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法。
【背景技術】
[0002]無人機航拍目前是對地偵察的一種重要途徑，自動、快速地根據(jù)已有的特定目標圖像從航拍視頻中快速定位識別目標，具有非常重要的意義。
[0003]文獻“基于特征目標匹配識別地圖中特殊圖標的方法，電子測量與儀器學報，2012，Vol.26 (7)，p605-609”公開了一種基于特征模板匹配和聚類分析的特定目標識別算法。此方法從顏色特征著手，利用最大最小距離算法和顏色一致性聚類分析實現(xiàn)對特定目標的快速識別。但是，文中所述的特征提取部分是針對正視圖的情況下的顏色分布進行的，當觀察特定目標的視角發(fā)生變化時，該方法則失效了，針對航拍視頻，觀察目標的視角是可變的，該特征提取方法失效，且文中方法并沒有進行時間測試。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有基于特征目標匹配識別地圖中特殊圖標的方法實時性差的不足，本發(fā)明提供一種機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法。該方法通過圖像多視角Surf特征匹配確定目標位置、相鄰幀間Orb特征匹配、多視角匹配與幀間匹配聯(lián)合確定目標位置和累積誤差的調(diào)整。首先在第K幀啟動多視角Surf特征匹配線程，根據(jù)模板圖像生成該模板在相機視角發(fā)生變化時的多視角圖像，分別提取第K幀和模板圖像及其多視角圖像的Surf特征，特征匹配后得到與第K幀最匹配的模板圖像的某個視角圖像以及在第K幀的目標位置；其次，同時啟動相鄰兩幀的Orb特征匹配線程，從第K幀圖像開始，分別提取相鄰兩幀圖像的Orb特征，進行特征匹配得到相鄰兩幀以及從第K幀到當前幀的單應矩陣；再次，結(jié)合多視角Surf特征匹配和相鄰兩幀Orb特征匹配得到目標在當前幀的位置；最后，當累積幀數(shù)達到需要進行校正的閾值時，啟動多視角Surf特征匹配線程進行校正。本發(fā)明彌補了特征匹配時對視角考慮不足的缺陷，而且運算時間短，達到了實時性的要求。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法，其特點是包括以下步驟:
[0006]步驟一、對于模板圖像，首先生成各視點的圖像。已有的ASIFT算法中模擬視角變
(a h^\
化，變換矩陣W= ,分解為:
yc a J
[0007]
(a b' (cos?// -sin///^ 0 Vcos 69 -sin <d\
A==A Y YY Y = XR(y/)T}R{(p) (I)
、c d J IvSiny cos^ JivO I 八 sin 爐 cos ^ J
[0008]式中，入> 0, (pe[(l/r],由和妒= arecos(l//)為攝像機的視角，分別代表經(jīng)度角和緯度角，V為攝像機的旋轉(zhuǎn)角，Tt為傾斜程度。
[0009]對傾斜參數(shù)t和經(jīng)度角小進行采樣，參數(shù)t按照等比數(shù)列t = 1，a，a2，...，a11進行采樣，其中<:/ = >/?.n = 5,參數(shù)按照等差數(shù)列= 0，b/t,...，kb/t進行采樣,其中b=72，kb/t < 180°。
[0010]將得到的t和Cj5的采樣值代入下式:.,cos沴-sin S'] /1 O^i
[0011]
【權利要求】
1.一種機場識別中基于局部全局特征聯(lián)合決策的聚類方法，其特征在于包括以下步驟:步驟一、對于模板圖像，首先生成各視點的圖像；已有的ASIFT算法中模擬視角變化，變換矩陣
【文檔編號】G06T7/00GK103699909SQ201310644276
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權日:2013年12月2日
【發(fā)明者】張艷寧, 楊濤, 屈冰欣, 馬文廣 申請人:西北工業(yè)大學