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专利号: 2014103990215
申请人: 徐州工程学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-06-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种矿井监控图像自动快速拼接方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、利用Harris算法得到两幅或者多幅待拼接图像的特征点,再采用SIFT算法对特征点进行定位,且结合SIFT描述符信息,提取到图像特征点;

S2、针对S1中提取到的图像特征点,利用位置敏感散列算法进行特征匹配点查找;

S3、采用改进的RANSAC算法筛选特征匹配点并计算变换矩阵;

S4、通过图像融合算法进行拼接。

2.根据权利要求1所述的一种矿井监控图像自动快速拼接方法,其特征在于,所述步骤S1中的Harris算法得到待拼接图像特征点,处理过程表示如下:R=det(M)-k*tr2(M)

k=0.04~0.06

式中:gx为x方向上的梯度,gy为y方向上的梯度, 为高斯模板,det为矩阵的行列式,tr为矩阵的迹,k为常数,R表示待拼接图中相应像素点的兴趣值。

3.根据权利要求1所述的一种矿井监控图像自动快速拼接方法,其特征在于,所述的采用SIFT算法对特征点进行定位,且结合SIFT描述符信息,提取到图像特征点;在Harris算法初步获得图像中特征点的基础上,采用SIFT算法获得图像特征点的尺度信息,根据特征点领域内的梯度方向为每个特征点建立一个描述符,确定特征点的主方向,保证其旋转不变性;计算位置(x,y)处梯度幅度大小和方向公式分别以下两式:其中L所用的尺度为每个特征点各自所在的尺度。

4.根据权利要求1所述的一种矿井监控图像自动快速拼接方法,其特征在于,所述步骤S2中利用位置敏感散列算法进行特征匹配点查找,该算法包括以下步骤:T1、将特征匹配点集转化为海明空间中的二进制串,对于任意一特征匹配点p∈P,P为d维空间,设P={x1,x2,…xd},将空间P映射到d′维海明空间 映射方法如下:其中Unaryc(xi)表示转化后的二进制串,C表示空间P中任意点p坐标的最大值;

T2、经过了步骤T1中点集到二进制串的映射后,需要对集合中的每个点进行哈希操作使其散列到哈希表中;在族函数H={h1,...,hl}中独立随机选取hx1,hx2,,...,hxt,g(p)是一个长度为k的向量,表示如下:g(p)=(hx1(p),hx2(p),...,hxt(p)) t=1,2,…,k对每一个点p计算函数gj(p),j=1,...,L,并将值存入哈希表的哈希桶中;

T3、对于给定的q,计算g1(q),g2(q),…,gl(q),取出gi(q)对应哈希桶中所有的点作为候选集,最后在候选集中顺序排序,得到检索结果。

5.根据权利要求1所述的一种矿井监控图像自动快速拼接方法,其特征在于,所述步骤S3中采用改进的RANSAC算法筛选特征匹配点并计算变换矩阵,包含以下步骤:(1)设置当前特征匹配点的最佳估计数目S=0;

(2)将图像按32×32类型的方法进行分割,形成1024个子块,采用随机抽样的方法抽取其中4个子块,并随机地在每一个子块中选择一个点,初始化4个特征匹配点对;

(3)根据步骤(2)中抽中的特征匹配点对,采用最小平方法计算变换矩阵M中的8个参数,然后根据给定的距离阈值T,统计该变换矩阵M的匹配点数目;

(4)设当前内点数目为N,将N与S进行比较,如果N>S,则将M作为当前最佳估计,并更新N=S,同时动态评估剩余所需迭代次数K,K的值正比于1/log(p),其中P为当前错误概率,如果当前迭代次数达到K,则转入步骤(5);否则转向步骤(2);

(5)算法结束,退出。

6.根据权利要求1所述的一种矿井监控图像自动快速拼接技术,其特征在于,所述步骤S4中通过图像融合算法进行拼接,包含以下步骤:采用加权平均的方法来实现图像的无缝拼接,假设待拼接的图像为f1和f2,采用加权平均法融合后的图像f可表示为:式中d1、d2表示加权系数,它们的关系满足:d1+d2=1。