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专利号: 2020105609219
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于语义特征多源低空立体像对快速匹配方法,包括以下步骤:步骤1,提取抵抗多源低空立体像对摄影基线、视角、尺度、遮挡、几何与辐射畸变、背景非线性变化的高级语义特征,确保在多源多视低空立体像对中能提取到相同的尺度不变性特征;

步骤2,通过多尺度差分卷积层(Difference of Convolutional Layers,DoC)与尺度空间DoC函数曲线拟合方程,定位语义特征点pi;

步骤3,基于语义特征点尺度确定局部特征支撑区范围;具体步骤为:收集具有辐射畸变、宽基线大倾角几何形变、背景非线性变化的多源低空立体像对影像数据集Simg,对这些影像扩张处理后获得新的数据集S;

在新的数据集S中,通过标注定位匹配点集M,并确定特征点pi的支撑区半径m m然后按照支撑区半径提取图像子块组成训练样本集P ;同时,随机抽取训练样本集P中的图nm像子块构成非匹配训练样本集P ;

步骤4,构建具有尺度、旋转、透视不变性匹配的双通道深度卷积神经网络;所述双通道深度卷积神经网络包括输入层、5层卷积层、2层池化层、2层全连接层、输出层、3个相似性测度模块;

步骤5,高层次语义特征相似性比较;

步骤6,实现能抵抗多源低空立体像对视角、背景非线性变化的特征匹配;

步骤7,基于匹配与非匹配概率的距离提取匹配点位;

步骤8,在双通道深度卷积神经网络中,设计多级相似性测度模块加速影像匹配,具体步骤为:利用双通道深度卷积神经网络进行多级相似性测度,基于相似性概率和以下约束来确m nm定匹配p与非匹配p :

m nm m nm

d(p ,p )=sim(p)‑sim(p )

其中,max(.)和second_max(.)分别是最大值和次最大值,tsim是阈值;

从相似性测度模块1、2楔入到双通道深度卷积神经网络架构之间以提高匹配效率,相似性测度模块1→相似性测度模块2→相似性测度模块3,若相似性测度模块1、2中不满足上述约束的条件则提前退出卷积运算。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:深度卷积神经网络训练样本根据透视变换公式 生成新的透视变换的影像集,以实现宽基线大倾角低空立体像对匹配训练;其中,(u,v)和(x,y)为变换前后的坐标,a1...8是变换系数。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:池化层构建多尺度空间提取尺度不变性的特征点。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:利用多尺度差分卷积层(Difference of Convolutional Layers,DoC)计算各卷积特征图绝对值之和,然后计算相邻层之差过滤影像低频信息,提取影像多尺度高频信息和检测稳定极值点。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:尺度空间DoC函数进行曲线拟合方程精确定位特征点位,该特征点的偏移量 由以下公式计算其中,X是初始点位坐标,DoC是差分卷积层。