基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法

本发明涉及图像处理，尤其是涉及一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法。

背景技术：

1、大规模多视影像匹配的多重连接点提取是恢复影像相对关系、实现三维重建的重要步骤，提取的连接点将直接影响光束法平差等后续处理操作的效果。对于多视匹配的影像数据，影像间具有复杂的重叠关系，从大量两两匹配的连接点中快速准确的找出多重连接点是连接点提取的关键环节。常规的多重连接点提取方法大致可分为两种思路：一种是以单立体像对为主，将所有像对的两视连接点结果汇总并提取出多重连接点；另一种是直接对多视影像进行处理，通过多视匹配模型直接获取多视影像上对应的连接点结果，即为多重连接点。第一种思路在处理流程上更简单，但是当参与多视匹配的影像数量较多时，会产生大量的两视连接点，大大增加了多重连接点提取的难度和处理时间；第二种思路需要确定基准影像并引入如物方约束等多种约束条件才能获取相对理想的连接点结果，整体处理较为复杂。

2、综上，当前缺少一种大规模轨道器影像多重连接点提取方法，以解决或部分解决前述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，以实现对大量多视影像的同名点关联与多重连接点提取。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明提供了一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，包括如下步骤：

4、针对每个大规模轨道器的多视影像对，筛选得到立体像对；

5、基于所述立体像对，以每个多视影像作为基准影像，通过遍历全部多视影像，提取得到多重影像集；

6、针对所述多重影像集中的每个立体像对进行匹配点提取，通过匹配点关联得到多重连接点；

7、基于哈希表加速搜索多重连接点之间存在的公共点，实现多重连接点的合并与去重，完成多重连接点提取。

8、作为优选的技术方案，所述立体像对的筛选过程包括：

9、将每个多视影像简化为几何多边形；

10、针对任意两个多视影像构成的多视影像对，计算其中每个多视影像的影像中心点至顶点的距离、两个影像中心点之间的距离以及多视影像对的重叠程度，筛选两个多视影像的影像中心点至顶点的距离之和大于两个影像中心点之间的距离，且多视影像对的重叠程度大于阈值的多视影像对，作为立体像对。

11、作为优选的技术方案，所述两个多视影像的影像中心点至顶点的距离之和采用下式计算：

12、

13、其中，分别表示构成多视影像对的多视影像im、多视影像in的中影像中心点至顶点的最大距离。

14、作为优选的技术方案，所述多视影像对的重叠程度采用下式计算：

15、

16、其中，分别表示影像im与影像in的影像重叠比，sov为重叠部分的面积，sov_km、sov_kn分别为影像im与影像in对应几何多边形的面积。

17、作为优选的技术方案，基于多视影像的四个角点的地理坐标计算多视影像对的重叠程度。

18、作为优选的技术方案，所述多重影像集的提取过程包括：

19、以任一多视影像作为基准影像，查找与基准影像构成立体像对的匹配影像，将每幅基准影像与对应的匹配影像构成多重影像集，已添加到多重影像集的立体像对不再重复添加，重复本步骤直至遍历所有多视影像。

20、作为优选的技术方案，所述匹配点的提取过程包括：

21、针对每个立体像对，通过基于核线约束的特征匹配，以及基于多重几何约束的误匹配剔除，得到立体像对中的两视连接点，即匹配点。

22、作为优选的技术方案，所述通过匹配点关联得到多重连接点的过程包括：

23、以任一多视影像作为基准影像，将基准影像上的匹配点作为多重连接点的起始点根据多重影像集中的立体像对关系，搜索与起始点构成匹配点的依次搜索与构成匹配点的其他点，以此递归，直至无新增的匹配点，将搜索到的匹配点相互关联，构成以为起始点的多重连接点。

24、作为优选的技术方案，所述多重连接点的合并与去重的过程包括：

25、通过哈希表加速搜索不同组多重连接点之间存在的公共点，将具有公共点的不同组多重连接点合并为一组，并去除重复的连接点，实现多重连接点的合并与去重。

26、作为优选的技术方案，采用下式判断多视影像对是否为立体像对：

27、

28、其中，im,in为待判断的两个多视影像，表示两个影像中心点之间的距离，表示两个多视影像的影像中心点至顶点的距离之和，∩表示取交集，分别为两个多视影像的重叠程度，rmin为最小重叠占比阈值。

29、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果之一：

30、(1)实现对大量多视影像的同名点关联与多重连接点提取：本申请筛选多视匹配中的立体像对关系并进行匹配处理获取初始的两视连接点(即匹配点)，基于立体像对关系建立多重影像集，根据多重影像集基于哈希表分步式提取多重连接点，最后通过影像集进行合并与去重，实现对大量多视影像的同名点关联与多重连接点提取。

31、(2)实现完整、不重复的多重连接点提取：针对重叠度小的立体像对容易被忽略，导致提取的多重连接点之间可能存在不完全一致但有公共点的问题，本发明以每组多重连接点为基础，通过哈希表加速搜索不同组多重连接点之间存在的公共点，将具有公共点的不同组多重连接点合并为一组，并去除重复的连接点，以此来实现完整且不重复的多重连接点提取。

技术特征：

1.一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述立体像对的筛选过程包括：

3.根据权利要求2所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述两个多视影像的影像中心点至顶点的距离之和采用下式计算：

4.根据权利要求2所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述多视影像对的重叠程度采用下式计算：

5.根据权利要求2所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，基于多视影像的四个角点的地理坐标计算多视影像对的重叠程度。

6.根据权利要求1所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述多重影像集的提取过程包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述匹配点的提取过程包括：

8.根据权利要求1所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述通过匹配点关联得到多重连接点的过程包括：

9.根据权利要求1所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，所述多重连接点的合并与去重的过程包括：

10.根据权利要求1所述的一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，其特征在于，采用下式判断多视影像对是否为立体像对：

技术总结本发明涉及一种基于先像后点的大规模轨道器影像多重连接点提取方法，包括如下步骤：针对每个大规模轨道器的多视影像对，筛选得到立体像对；基于所述立体像对，以每个多视影像作为基准影像，通过遍历全部多视影像，提取得到多重影像集；针对所述多重影像集中的每个立体像对进行匹配点提取，通过匹配点关联得到多重连接点；基于哈希表加速搜索多重连接点之间存在的公共点，实现多重连接点的合并与去重，完成全部影像的多重连接点提取。与现有技术相比，本发明可实现大规模轨道器影像高效广覆盖的多重连接点提取。技术研发人员：叶真,刘大永,徐聿升,黄荣,童小华,谢欢,刘世杰,柳思聪,陈鹏受保护的技术使用者：同济大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1