倾斜影像多基元融合

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1、专题研讨报告倾斜影像多基元融合2011级摄影测量与遥感姚国标报告日期：2013-10-09提纲一、意义二、研究现状与切入点三、研究内容四、研究方案五、结论一、意义本文研究的直接意义及目的：①从地面近景倾斜影像自动获取密集或者是准密集可靠同名像点，提高后续三维重建的精度与自动化程度；②为航空倾斜影像的空中三角测量（“空三”）提供高精度、高可靠连接点，提高“空三”自动化水平与精度；③基于倾斜影像测绘阶段，为自动识别并提取地貌、地物提供可靠“种子点”；④亦可为多源遥感影像的信息提取、变化检测以及高精度配准提供思路与方法。二、研究现状与切入点Oureyes：

2、yes！g1(x,y)g2(x,y)=0.0310Computer：no！Compareto(a)邻域几何畸变与辐射畸变未知Oureyes：yes！g1(x,y)h0+h1g2(a1x+a2y+a3,b1x+b2y+b3)=0.5703Computer：yesorno?Compareto(b)邻域几何畸变与辐射畸变已知，但不精确二、研究现状与切入点Oureyes：yes！g1(x,y)h0+h1g2(a1x+a2y+a3,b1x+b2y+b3)Computer：yes！Compareto=0.9772(c)已知精确的邻域几何畸变与辐射畸变参数图

3、1人眼判别同名点与计算机判别同名点比较研究现状总结：当今数字摄影测量与计算机视觉领域已报道的影像匹配方面的研究成果，绝大多数围绕着如何提高匹配效率(如构造影像金字塔)、如何缩小同名点的搜索范围(如核线约束、单应约束、多视匹配)、如何尽量消除相关窗口的几何变形与辐射变形(如仿射不变特征匹配算法)、如何提高匹配点定位精度(如最小二乘影像匹配、牛顿迭代法)。二、研究现状与切入点研究切入点：本文在已有成果的基础上，进一步提出“倾斜影像自动匹配关键技术研究”这一课题和研究目标。如上所述，尽管相关领域已有大量的理论研究成果，也为我们的进一步研究提供了较高的参考价

4、值。但考虑到本文的研究目标，现有研究仍然存在以下不足：1）初始稀疏匹配的可靠性不足。初始稀疏匹配主要用来为后续匹配传播提供足够数量的种子点及某种几何约束关系。研究现状表明：（1）当影像视点变化较大时，基于单一仿射不变区域特征的初始匹配方法均难以获得足够数量的种子点，从而难以用于获得稳定的核线几何约束关系；（2）已有初始匹配方法均不能很好地适应不同纹理类型（尤其是重复纹理或稀疏纹理）的影像场景。.2）用于匹配传播的相似性测度可靠性不足。现有的基于不同特征基元的匹配传播中，主要采用基于影像强度特征的相似性函数或特征描述符，如基于灰度的NCC匹配测度和基于

5、影像梯度信息的SIFT特征描述符等。这些匹配测度和特征描述符虽可在一定程度上克服影像间的亮度变形，但对于深度不连续及亮度变形较大的影像区域，其可靠性将大为降低。因而，构造能够较好适应影像的亮度变形和视差非连续变化的相似性函数模型仍是解决上述问题的关键。3）线特征匹配不具投影不变性。基于邻域仿射（投影）变形改正的倾斜立体影像点特征匹配方法已被证明是行之有效的。然而，该方法尚未有效地用于直线特征匹配。目前，大多数方法仅能实现线特征的尺度和旋转不变匹配，但不适用于更为复杂的仿射变形情况；线特征匹配方法均没有充分顾及线段端点定位误差对直线特征匹配结果的影响。

6、4）缺乏有效的多元影像特征融合匹配策略和方法。二、研究现状与切入点研究切入点：本文综合考虑上述问题，并基于已有工作基础，在特征提取、稀疏匹配及匹配传播的完整理论和技术框架下就上述问题进行深化研究，通过融合具有密集检测性能及定位精度较高的Forstner特征点、具有较高提取精度以及抗噪性的SUSAN角点，对倾斜立体影像变形具有较好适应性的仿射不变区域特征及具有高层描述信息的直线特征，系统研究并构建融合多元特征的倾斜立体影像可靠匹配策略和方法。本文研究的顺利开展将有望在较大程度上推动摄影测量尤其是倾斜摄影测量理论和应用的发展。三、研究内容3.1创新性•本

7、文针对倾斜影像数据的研究现状及问题切入点，旨在以下3个方面进行创新性研究：•创新性之一，融合互补仿射不变区域特征的高可靠初始稀疏匹配方法研究，包括：•1）仿射不变区域特征的量化测评及互补特征自动选择方法研究。•2）仿射不变区域特征的高可靠稀疏匹配方法研究。•创新性之二，融合点、线特征的多层次密集匹配传播策略和方法研究，包括：•1）顾及亮度变形及视差不连续的相似性函数模型构建方法研究。•2）直线特征的投影不变匹配策略和方法研究。•3）融合点、线特征的多层次密集匹配策略和方法研究。•创新性之三，算法优化及评价体系构建，包括：•1）基于多线程算法的高效并行

8、处理方法研究。•2）基于三维重建的算法评价体系构建。三、研究内容3.2拟解决的问题•本文创新性之一拟解决的问