数字影像直线提取与匹配方法

　　本书对近年来直线提取及直线匹配方法予以全面总结，对数字影像直线匹配的难点问题进行分析，并给出一些解决方法。本书共6章，章为绪论，分别对数字影像直线提取、直线匹配的研究现状进行综述；第2章为面向立体影像匹配的直线提取方法，主要对基于图像域、基于变换域、基于梯度信息的三大类直线提取算法进行介绍，通过采用不同类方法对图像进行直线提取实验，进行综合对比分析；第3章分别从几何约束、描述子构建、相似性测度三个方面对数字影像直线匹配的基本理论进行介绍；第4章介绍一种单直线特征约束直线匹配算法，并将其用于线阵卫星遥感影像直线匹配实验；第5章为线对特征约束的直线匹配算法，主要内容包括线对提取、线对匹配、匹配结果检核的方法及理论，通过对近景影像、航空影像进行直线匹配实验，对本章算法及现有的经典直线匹配方法进行综合分析。

　　王竞雪，女，工学博士，辽宁工程技术大学教授，博士生导师。西南交通大学博士后，卡尔加里大学访问学者。辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才。主要研究方向为计算机视觉、影像匹配与三维模型重建。王伟玺，男，工学博士，深圳大学副教授，武汉大学博士后。深圳市高层次专业技术地方级领军人才。主要研究方向为三维建模、虚拟城市环境、智慧城市。

目 录



第1章 绪论 1
1.1 直线提取的研究现状 3
1.2 直线匹配的研究现状 10
第2章 面向立体影像匹配的直线提取 15
2.1 基于Freeman链码的直线提取 16
2.1.1 Freeman链码 16
2.1.2 基于链码准则的直线提取 18
2.1.3 基于链码的边缘跟踪及直线拟合 19
2.2 基于Hough变换的直线提取 24
2.2.1 Hough变换的原理 24
2.2.2 Hough变换用于直线提取存在的问题 27
2.2.3 结合边缘编组的Hough变换直线提取 30
2.3 基于梯度信息的直线提取 35
2.3.1 改进分区的相位编组的直线提取 36
2.3.2 LSD直线提取 38
2.4 实验结果与分析 43
2.4.1 不同直线提取算法对比分析 43
2.4.2 不同算法抗噪性分析 50
2.5 本章小结 52
第3章 面向立体影像直线匹配的基本理论 53
3.1 匹配约束 55
3.1.1 同名点约束 55
3.1.2 核线约束 59
3.1.3 三角网约束 61
3.1.4 单应矩阵约束 62
3.2 领域窗口确定 64
3.2.1 灰度窗口 64
3.2.2 灰度均值 67
3.2.3 移动窗口 68
3.3 描述符构建 70
3.3.1 FMSD、MMSD、GMSD描述符的构建 70
3.3.2 MSLD描述符的构建 73
3.3.3 LBD描述符的构建 76
3.3.4 Daisy特征描述符的构建 78
3.4 相似性测度 83
3.5 85
本章小结 85
第4章 单直线特征约束的线阵卫星遥感影像直线匹配 87
4.1 几何约束 89
4.1.1 核线约束 89
4.1.2 方位约束 90
4.1.3 同名点约束 91
4.2 描述符相似性约束 93
4.2.1 直线支撑域的构建 93
4.2.2 梯度描述符 94
4.2.3 相似性约束 95
4.3 确定同名直线 96
4.4 实验与分析 97
4.4.1 参数选择 98
4.4.2 不同算法对比分析 101
4.5 本章小结 108
第5章 线对特征约束的近景影像、航空影像直线匹配 109
5.1 组提取相交的直线对 112
5.2 线对匹配 115
5.2.1 核线约束 115
5.2.2 单应矩阵约束 116
5.2.3 局部方位约束 117
5.2.4 基于线对的梯度描述符相似性约束 118
5.3 匹配结果检核 122
5.3.1 非“一对一”匹配结果检核 122
5.3.2 “一对一”匹配结果检核 126
5.4 近景影像直线匹配实验与分析 128
5.4.1 实验数据 128
5.4.2 参数选择 130
5.4.3 性能评估 135
5.5 航空影像直线匹配实验与分析 146
5.5.1 实验数据 146
5.5.2 不同算法直线匹配结果对比分析 147
5.6 本章小结 156
参考文献 158