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结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法

刘肃艳 王竞雪 沈昭宇 王强

刘肃艳, 王竞雪, 沈昭宇, 王强. 结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210147
引用本文: 刘肃艳, 王竞雪, 沈昭宇, 王强. 结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210147
LIU Suyan, WANG Jingxue, SHEN Zhaoyu, WANG Qiang. Line Matching Algorithm Based on Pair-wise Geometric Features and Individual Line Descriptor Constraints[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210147
Citation: LIU Suyan, WANG Jingxue, SHEN Zhaoyu, WANG Qiang. Line Matching Algorithm Based on Pair-wise Geometric Features and Individual Line Descriptor Constraints[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210147

结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法

doi: 10.13203/j.whugis20210147
基金项目: 

国家自然科学基金项目(41871379,42071343,42001412);辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC2007026)。

详细信息
    作者简介:

    刘肃艳,博士,主要从事直线匹配、三维重建研究。suhao-surprise@qq.com

  • 中图分类号: P23

Line Matching Algorithm Based on Pair-wise Geometric Features and Individual Line Descriptor Constraints

Funds: 

The National Natural Science Foundation of China (41871379, 42071343, 42001412)

  • 摘要: 针对单直线几何属性的弱稳定性及非“一对一”匹配结果难以检核问题,提出一种结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法。所提算法将邻域内满足一定几何条件约束的两直线构建线对,作为一个整体进行匹配。匹配过程中首先利用线对中两直线交点的核线约束匹配候选范围,然后逐一采用线对内角度、线段间距离比、线对邻域辐射信息三种属性特征对匹配候选进行筛选,最后根据三角形区域灰度相似性确定最终匹配对。检核过程中首先根据直线与核线夹角及直线斜率建立同名线对中单直线的对应关系,然后每组同名线对分裂得到两组同名直线,在此基础上对应地建立两直线梯度描述符并计算两直线描述符间的相似性,最后结合共线几何和描述符相似性对匹配结果进行检核,剔除错误匹配,并对结果中的共线直线进行合并,得到“一对一”的同名直线。选取典型纹理特征的航空影像和不同变换类型的近景影像进行参数分析及直线匹配实验,实验结果表明,所提算法匹配正确率较高,在纹理相似、视角变化、旋转变化、尺度变化、光照变化的复杂场景下匹配正确率均高于95%,具有较好的鲁棒性,且可有效解决因直线断裂等原因造成的复杂匹配关系难以检核问题。
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-24

结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法

doi: 10.13203/j.whugis20210147
    基金项目:

    国家自然科学基金项目(41871379,42071343,42001412);辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC2007026)。

    作者简介:

    刘肃艳,博士,主要从事直线匹配、三维重建研究。suhao-surprise@qq.com

  • 中图分类号: P23

摘要: 针对单直线几何属性的弱稳定性及非“一对一”匹配结果难以检核问题,提出一种结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法。所提算法将邻域内满足一定几何条件约束的两直线构建线对,作为一个整体进行匹配。匹配过程中首先利用线对中两直线交点的核线约束匹配候选范围,然后逐一采用线对内角度、线段间距离比、线对邻域辐射信息三种属性特征对匹配候选进行筛选,最后根据三角形区域灰度相似性确定最终匹配对。检核过程中首先根据直线与核线夹角及直线斜率建立同名线对中单直线的对应关系,然后每组同名线对分裂得到两组同名直线,在此基础上对应地建立两直线梯度描述符并计算两直线描述符间的相似性,最后结合共线几何和描述符相似性对匹配结果进行检核,剔除错误匹配,并对结果中的共线直线进行合并,得到“一对一”的同名直线。选取典型纹理特征的航空影像和不同变换类型的近景影像进行参数分析及直线匹配实验,实验结果表明,所提算法匹配正确率较高,在纹理相似、视角变化、旋转变化、尺度变化、光照变化的复杂场景下匹配正确率均高于95%,具有较好的鲁棒性,且可有效解决因直线断裂等原因造成的复杂匹配关系难以检核问题。

English Abstract

刘肃艳, 王竞雪, 沈昭宇, 王强. 结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210147
引用本文: 刘肃艳, 王竞雪, 沈昭宇, 王强. 结合线对几何特征及单线描述符约束的直线匹配算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版. doi: 10.13203/j.whugis20210147
LIU Suyan, WANG Jingxue, SHEN Zhaoyu, WANG Qiang. Line Matching Algorithm Based on Pair-wise Geometric Features and Individual Line Descriptor Constraints[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210147
Citation: LIU Suyan, WANG Jingxue, SHEN Zhaoyu, WANG Qiang. Line Matching Algorithm Based on Pair-wise Geometric Features and Individual Line Descriptor Constraints[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University. doi: 10.13203/j.whugis20210147
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