直線(xiàn)段匹配方法及裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及模式識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種直線(xiàn)段匹配方法及裝置?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]自動(dòng)地匹配圖像之間的特征一直是模式識(shí)別中的重要研究?jī)?nèi)容。而點(diǎn)特征和直線(xiàn)段特征是圖像中兩個(gè)重要的特征，魯棒的點(diǎn)特征和直線(xiàn)段特征匹配是很多模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法的基礎(chǔ)。最近一二十年來(lái)，特征點(diǎn)的匹配得到了很多研究關(guān)注，取得了很多進(jìn)展。一些諸如尺度不變特征變換(Scale-1nvariantfeaturetransform，簡(jiǎn)稱(chēng)SIFT)、區(qū)域特征提取(MaximallyStableExtremalReg1ns，簡(jiǎn)稱(chēng)MSER)等魯棒的特征點(diǎn)匹配方法被相繼提出來(lái)，并且得到了廣泛的應(yīng)用。[0003]迄今為止，關(guān)于直線(xiàn)段匹配的研究工作中，常用的方法為Wang等人在2009年提出的MSLD方法和Fan等人在2010年提出的基于線(xiàn)段周?chē)卣鼽c(diǎn)的仿射不變性的方法。這些方法在一些場(chǎng)景的圖像中能夠取得很好的匹配效果。然而，對(duì)于一些復(fù)雜的場(chǎng)景，例如包含有重復(fù)結(jié)構(gòu)的圖像，這些方法的準(zhǔn)確率就會(huì)受到非常大的影響?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種直線(xiàn)段匹配方法及裝置，可以魯棒地在含有重復(fù)結(jié)構(gòu)的圖像之間進(jìn)行直線(xiàn)段的匹配，并且具有較高的準(zhǔn)確率。[0005]第一方面，本發(fā)明提供一種直線(xiàn)段匹配方法，所述方法包括:[0006]提取第一圖像的第一直線(xiàn)段與第二圖像的第二直線(xiàn)段；[0007]確定所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離及幾何距離，將所述特征距離及幾何距離進(jìn)行線(xiàn)性加權(quán)，并將線(xiàn)性加權(quán)的結(jié)果作為所述第一直線(xiàn)段與所述第二直線(xiàn)段之間的最終距離，所述特征距離為所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段的特征描述子之間的距離；[0008]若所述最終距離為所述第一直線(xiàn)段與所述第二圖像中各直線(xiàn)段距離中的最小值，且所述最終距離為所述第二直線(xiàn)段與所述第一圖像中各直線(xiàn)段距離中的最小值，則將所述第一直線(xiàn)段與所述第二直線(xiàn)段作為一對(duì)匹配的直線(xiàn)段；[0009]其中，所述第一圖像為源圖像，所述第二圖像為目標(biāo)圖像。[0010]可選地，所述確定所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離，具體包括:[0011]依次以所述第一直線(xiàn)段或第二直線(xiàn)段上的各點(diǎn)作為中心點(diǎn)，計(jì)算該點(diǎn)預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的梯度方向直方圖，并將所述梯度方向直方圖作為該點(diǎn)的特征描述；[0012]計(jì)算直線(xiàn)段上所有點(diǎn)的特征描述的均值和方差，并將所述均值和方差作為該直線(xiàn)段的特征描述子；[0013]將所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段的特征描述子之間的距離作為所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離。[0014]可選地，所述確定所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的幾何距離，具體包括:[0015]提取所述第一圖像與第二圖像的特征點(diǎn)，并對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，得到匹配的特征點(diǎn)；[0016]將所述匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果將所述第一圖像與第二圖像進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分，并確定所述第一圖像中各區(qū)域與所述第二圖像對(duì)應(yīng)區(qū)域的投影變換規(guī)則；[0017]將所述第一直線(xiàn)段根據(jù)所屬區(qū)域的投影變換規(guī)則變換為在所述第二圖像中的第三直線(xiàn)段，并計(jì)算所述第三直線(xiàn)段與所述第二直線(xiàn)段的第一幾何距離；[0018]將所述第二直線(xiàn)段根據(jù)所屬區(qū)域的投影變換規(guī)則變換為在所述第一圖像中的第四直線(xiàn)段，并計(jì)算所述第四直線(xiàn)段與所述第一直線(xiàn)段的第二幾何距離；[0019]將所述第一幾何距離與所述第二幾何距離的均值作為所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的幾何距離。[0020]可選地，所述將所述匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果將所述第一圖像與第二圖像進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分，具體包括:[0021]將所述匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)；[0022]以各類(lèi)的中心點(diǎn)位置確定Voronoi圖，并根據(jù)所述Voronoi圖將所述第一圖像與第二圖像進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分。[0023]可選地，若一類(lèi)中的特征點(diǎn)數(shù)量小于預(yù)設(shè)的閾值，則將該類(lèi)作為噪聲并去除。[0024]第二方面，本發(fā)明提供一種直線(xiàn)段匹配裝置，所述裝置包括:[0025]直線(xiàn)段提取單元，用于提取第一圖像的第一直線(xiàn)段與第二圖像的第二直線(xiàn)段；[0026]最終距離確定單元，用于確定所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離及幾何距離，將所述特征距離及幾何距離進(jìn)行線(xiàn)性加權(quán)，并將線(xiàn)性加權(quán)的結(jié)果作為所述第一直線(xiàn)段與所述第二直線(xiàn)段之間的最終距離，所述特征距離為所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段的特征描述子之間的距離；[0027]直線(xiàn)段匹配單元，用于若所述最終距離為所述第一直線(xiàn)段與所述第二圖像中各直線(xiàn)段距離中的最小值，且所述最終距離為所述第二直線(xiàn)段與所述第一圖像中各直線(xiàn)段距離中的最小值，則將所述第一直線(xiàn)段與所述第二直線(xiàn)段作為一對(duì)匹配的直線(xiàn)段；[0028]其中，所述第一圖像為源圖像，所述第二圖像為目標(biāo)圖像。[0029]可選地，所述最終距離確定單元，具體用于依次以所述第一直線(xiàn)段或第二直線(xiàn)段上的各點(diǎn)作為中心點(diǎn)，計(jì)算該點(diǎn)預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的梯度方向直方圖，并將所述梯度方向直方圖作為該點(diǎn)的特征描述；計(jì)算直線(xiàn)段上所有點(diǎn)的特征描述的均值和方差，并將所述均值和方差作為該直線(xiàn)段的特征描述子；將所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段的特征描述子之間的距離作為所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離。[0030]可選地，所述最終距離確定單元，具體用于提取所述第一圖像與第二圖像的特征點(diǎn)，并對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，得到匹配的特征點(diǎn)；將所述匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，根據(jù)聚類(lèi)結(jié)果將所述第一圖像與第二圖像進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分，并確定所述第一圖像中各區(qū)域與所述第二圖像對(duì)應(yīng)區(qū)域的投影變換規(guī)則；將所述第一直線(xiàn)段根據(jù)所屬區(qū)域的投影變換規(guī)則變換為在所述第二圖像中的第三直線(xiàn)段，并計(jì)算所述第三直線(xiàn)段與所述第二直線(xiàn)段的第一幾何距離；將所述第二直線(xiàn)段根據(jù)所屬區(qū)域的投影變換規(guī)則變換為在所述第一圖像中的第四直線(xiàn)段，并計(jì)算所述第四直線(xiàn)段與所述第一直線(xiàn)段的第二幾何距離；將所述第一幾何距離與所述第二幾何距離的均值作為所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的幾何距離。[0031]可選地，所述最終距離確定單元，具體用于將所述匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)；以各類(lèi)的中心點(diǎn)位置確定Voronoi圖，并根據(jù)所述Voronoi圖將所述第一圖像與第二圖像進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分。[0032]可選地，若一類(lèi)中的特征點(diǎn)數(shù)量小于預(yù)設(shè)的閾值，則將該類(lèi)作為噪聲并去除。[0033]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的直線(xiàn)段匹配方法及裝置，通過(guò)將第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離及幾何距離線(xiàn)性加權(quán)的結(jié)果作為第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的最終距離，在所述最終距離為所述第一直線(xiàn)段與所述第二圖像中各直線(xiàn)段距離中的最小值，且所述最終距離為所述第二直線(xiàn)段與所述第一圖像中各直線(xiàn)段距離中的最小值時(shí)，將所述第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段作為一對(duì)匹配的直線(xiàn)段。由此，可以魯棒地在含有重復(fù)結(jié)構(gòu)的圖像之間進(jìn)行直線(xiàn)段的匹配，并且具有較高的準(zhǔn)確率?！靖綀D說(shuō)明】[0034]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的直線(xiàn)段匹配方法的流程示意圖；[0035]圖2a為本發(fā)明一實(shí)施例提供的第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的特征距離計(jì)算方法的流程示意圖；[0036]圖2b為本發(fā)明一實(shí)施例提供的第一直線(xiàn)段與第二直線(xiàn)段之間的幾何距離計(jì)算方法的流程示意圖；[0037]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的直線(xiàn)段匹配裝置的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0038]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。[0039]圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的直線(xiàn)段匹配方法的流程示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的直線(xiàn)段匹配方法如下所述。[0040]101、提取第一圖像的第一直線(xiàn)段與第二圖像的第二直線(xiàn)段。[0041]舉例來(lái)說(shuō)，可采用LSD直線(xiàn)段檢測(cè)方法提取第一圖像的第一直線(xiàn)段與第二圖像的第二直線(xiàn)段當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3