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专利号: 2020105740991
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无人机影像匹配像对提取方法,所述方法用于对无人机影像集提取匹配像对,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:对无人机影像集提取SIFT特征向量;

步骤2:对SIFT特征向量进行降维:

步骤2.1,从无人机影像集中任意抽取部分无人机影像,以抽取的该部分无人机影像对应的SIFT特征向量组成特征矩阵;

步骤2.2,对步骤2.1得到的特征矩阵进行降维;

步骤3:构建视觉词典:

步骤3.1,对降维后的特征矩阵进行聚类得到多个聚类中心,每一个聚类中心作为一个视觉单词,获取每一个视觉单词对应的权值;其中,利用K均值法对降维后的特征矩阵进行聚类,聚类中心初始数量设置为步骤2.1中抽取的无人机影像数量的200倍;通过计算每一个视觉单词的词频逆文档频率,获取该视觉单词对应的权值;

步骤3.2,将所有视觉单词及对应的权值采用二叉树形式构建视觉词典;

步骤4:以无人机影像集中的第i个影像作为当前查询影像Ii,通过视觉词典在无人机影像集中查询与当前查询影像Ii最相似的影像形成相似影像列表,i为自然数;该步骤具体包括:以无人机影像集中的第i个影像作为当前查询影像Ii,统计当前查询影像Ii包含的视觉单词及对应的权值组成权值向量;

步骤5:计算相似影像列表的综合查询因子:

步骤5.1,分别计算当前查询影像Ii与相似影像列表内每一个影像的空间距离指数和相似指数,将空间距离指数与相似指数的乘积作为综合查询因子,相似影像列表内每一个影像对应一个综合查询因子;

所述空间距离指数计算如下:

其中, 表示当前查询影像Ii与相似影像列表中的第j个影像Ij的空间距离指数,i,j均为自然数;dmax为当前查询影像Ii与相似影像列表中所有影像的最大空间距离, 为当前查询影像Ii与相似影像列表中的Ij之间的空间距离;

所述相似指数是指当前查询影像Ii的权值向量与相似影像列表中的影像Ij的权值向量的夹角余弦值;

步骤5.2,对综合查询因子降序排序,前q个综合查询因子对应的相似影像列表内的影像数量为查询深度,q为自然数;

步骤6:根据查询深度界定查询深度阈值t取值为0

所述查询深度阈值t计算如下:

其中,g(t)为查询深度阈值t所对应的查询曲线方差;q为查询深度,n1为查询深度阈值t之上的影像数量, 为相似影像列表中的影像Ij的综合查询因子,j为自然数;

步骤7:将查询深度阈值t之上的影像与当前查询影像Ii组成Ii的候选匹配像对;

步骤8:将无人机影像集中除Ii以外的其他影像分别作为当前查询影像,重复步骤4‑7,得到无人机影像集中所有影像的候选匹配像对,剔除重复的候选匹配像对,最终得到从无人机影像集提取的匹配像对。

2.根据权利要求1所述的无人机影像匹配像对提取方法,其特征在于:步骤1中,利用GPU并行方法对无人机影像集提取128维SIFT特征向量。

3.根据权利要求2所述的无人机影像匹配像对提取方法,其特征在于:步骤2.2中的降维采用的无人机影像数量为无人机影像集总数量的10%,利用主成分分析方法将特征维度由128维降低至64维。

4.一种无人机影像三维稀疏重建方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤(1),按照权利要求1‑3中任意一个权利要求所述方法对无人机影像提取匹配像对;

步骤(2),利用步骤(1)提取的匹配像对完成无人机影像三维稀疏重建。

5.根据权利要求4所述的无人机影像三维稀疏重建方法,其特征在于,步骤(2)中,基于开源稀疏重建库完成无人机影像三维稀疏重建。