利用特征组合检测算法的无人机遥感影像匹配研究

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0006

测绘通报 ›› 2019, Vol. 0 ›› Issue (1): 29-33.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2019.0006

利用特征组合检测算法的无人机遥感影像匹配研究

王晓红^1,2, 何志伟², 邓仕雄², 曹留霞², 李闯²

1. 贵州大学林学院, 贵州贵阳 550025;
2. 贵州大学矿业学院, 贵州贵阳 550025

收稿日期:2018-04-17 修回日期:2018-06-12 出版日期:2019-01-25 发布日期:2019-02-14
作者简介:王晓红(1970-),男,博士,副教授,主要研究方向为3S技术应用。E-mail:gzdxwxh@163.com
基金资助:
贵州省自然科学基金（黔科合J字[2014]2070）；贵州省科技计划课题（黔科合LH字[2014]7649）；贵州省研究生教育教学改革重点课题（黔教研合JG字[2015]010）；贵州大学研究生重点课程建设项目（贵大研ZDKC[2015]008）；贵州大学测绘科学与技术研究生创新实践基地建设项目（贵大研CXJD[2014]002）

Research on UAV remote sensing image matching using feature combination detection algorithm

WANG Xiaohong^1,2, HE Zhiwei², DENG Shixiong², CAO Liuxia², LI Chuang²

1. College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, China;
2. College of Mining, Guizhou University, Guiyang 550025, China

Received:2018-04-17 Revised:2018-06-12 Online:2019-01-25 Published:2019-02-14

摘要/Abstract

摘要： 影像匹配是无人机遥感影像拼接和三维建模的基础和关键步骤。结合不同算法的优势，本文提出一种基于特征组合与RANSAC算法的无人机遥感影像匹配方法。该匹配方法首先采用AKAZE算法检测影像的特征点，然后利用SIFT描述符描述特征向量并获取特征点的主方向，最后基于单映射变换矩阵的RANSAC算法进行精准匹配。本文对基于特征组合与RANSAC算法的匹配效果进行了试验对比分析，试验结果表明：与常用匹配方法的匹配效果相比，本文的匹配方法继承了AKAZE算法的快速匹配能力，匹配总耗时介于AKAZE算法和SIFT算法之间，约为BRISK算法匹配耗时的20%；同时，该匹配方法继承了SIFT算法的多匹配点对性能，从整体匹配效果来看，本文的匹配方法优于AKAZE、SIFT、BRISK算法。

关键词: 影像匹配, 特征组合检测算法, RANSAC算法, 无人机遥感影像

Abstract: Image matching is fundamental to remote sensing image mosaic and 3D modeling using UAV remote sensing images.A fast matching method of UAV images based on feature combination and RANSAC algorithm is proposed in this paper.The matching method first uses the AKAZE algorithm to detect the feature points of the image,and then uses the SIFT descriptor to describe the feature vectors and obtain the main direction of these feature points.Finally,the accurate matching is made by the RANSAC algorithm based on the single mapping transformation matrix.In this paper,the writer has carried out the experimental comparison analysis on the proposed matching method and algorithms. And the results were shown as follows:the matching method proposed in this paper inherits the fast matching ability of the AKAZE algorithm,with a total matching time in the middle of that consumed by the AKAZE algorithm and the SIFT algorithm,which accounts for around 20% of the time needed using the BRISK algorithm.At the same time,this matching method inherits the performance of multiple matching points of the SIFT algorithm.From the overall matching effect,the matching method in this paper is superior to the AKAZE,SIFT and BRISK algorithms.

Key words: image matching, feature combination detection algorithm, RANSAC algorithm, UAV image

中图分类号:

P237

王晓红, 何志伟, 邓仕雄, 曹留霞, 李闯. 利用特征组合检测算法的无人机遥感影像匹配研究[J]. 测绘通报, 2019, 0(1): 29-33.

WANG Xiaohong, HE Zhiwei, DENG Shixiong, CAO Liuxia, LI Chuang. Research on UAV remote sensing image matching using feature combination detection algorithm[J]. 测绘通报, 2019, 0(1): 29-33.

参考文献

[1] 关丽,丁燕杰,张辉,等.面向数字城市建设的三维建模关键技术研究与应用[J].测绘通报,2017(2):90-94.
[2] 焦金龙,卢小平.顾及道路约束条件的动态目标检测与跟踪方法[J].测绘通报,2017(5):47-50.
[3] 李鹏,武文波,王宗伟.基于非线性尺度空间的多源遥感影像匹配[J].测绘科学,2015,40(7):41-44.
[4] 覃兵,田军,查宇飞,等.利用二值描述符的实时目标跟踪算法[J].西安电子科技大学学报,2015,42(5):168-174.
[5] 王瑞瑞,冯伍法,张艳,等.一种结合相位相关法和AKAZE算法的纹理缺乏地区影像匹配技术[J].测绘通报,2017(4):49-52.
[6] 牛俊伟,郝向阳,刘松林.一种改进的SIFT特征提取算法[J].测绘科学技术学报,2014,31(2):173-176.
[7] 何林阳,刘晶红,李刚,等.改进BRISK特征的快速图像配准算法[J].红外与激光工程,2014,43(8):2722-2727.
[8] 熊自明,万刚,闫鹤,等.改进SIFT算法的小型无人机航拍图像自动配准[J].测绘科学技术学报,2012,29(2):153-156.
[9] RUBLEE E,RABAUD V,KONOLIGE K,et al.ORB:an efficient alternative to SIFT or SURF[C]//Proceedings of the 2001 International Conference on Computer Vision.Barcelona:IEEE,2011.
[10] ROSTEN E,PORTER R,DRUMMOND T.Faster and better:a machine learning approach to corner detection[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis Machine Intelligence,2010,32(1):105-119.
[11] CALONDER M,LEPETIT V,FUA P.Brief:Binary robust independent elementary features[C]//Computer Vision ECCV 2010. Berlin:Springer,2010:778-792.
[12] 陈华,邓喀中,张以文,等.结合SIFT和RANSAC算法的InSAR影像配准[J].测绘通报,2015(12):30-33.
[13] 卜范秋,宋伟东,王伟玺.一种针对近景影像的匹配算法[J].测绘科学,2013,38(6):143-146.
[14] 程德强,厉航,黄晓丽,等.基于改进随机抽样一致算法的视频拼接算法[J].工矿自动化,2017,43(8):50-55.
[15] 邓仕雄,王晓红,刘继庚,等.基于SURF算法和极限约束的无人机影像匹配研究[J].贵州大学学报(自然科学版),2018,35(1):35-39.
[16] 任克强,胡梦云,喻玲娟.基于KAZE的自适应模糊图像配准算法[J].电子测量与仪器学报,2017,31(4):559-565.
[17] 贾丰蔓,康志忠,于鹏.影像同名点匹配的SIFT算法与贝叶斯抽样一致性检验[J].测绘学报,2013,42(6):877-883.

利用特征组合检测算法的无人机遥感影像匹配研究

Research on UAV remote sensing image matching using feature combination detection algorithm

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[1]	石壮, 杜全叶, 王庆栋, 马东岭, 崔琰. 虚拟格网分类支持下的密集匹配点云布料模拟滤波[J]. 测绘通报, 2022, 0(2): 73-77.
[2]	胡春梅, 夏国芳, 张旭, 刘喜, 王伟, 尉丽霞. 文物对象近景序列影像位姿高精度估计方法[J]. 测绘通报, 2022, 0(1): 50-55.
[3]	王挺, 陈超然, 彭梦圆, 黄尔双, 黄霞. POS辅助和核线约束的倾斜影像匹配方法[J]. 测绘通报, 2021, 0(5): 91-95.
[4]	喜文飞, 赵子龙, 王绍君, 沈志坚, 李帅. 一种改进的无人机影像拼接粗差剔除算法[J]. 测绘通报, 2021, 0(2): 36-39.
[5]	何志伟, 唐伯惠, 王涛, 王晓红, 于伯华, 李闯, 邓仕雄. 剔除无人机影像BRISK特征误匹配点对算法[J]. 测绘通报, 2021, 0(10): 78-82.
[6]	周杰, 解琨, 付超, 施昆. 结合SIFT特征点和泊松融合的无人机遥感影像拼接技术[J]. 测绘通报, 2021, 0(1): 94-98.
[7]	钱学飞, 沈映政, 王友昆, 陈宇, 徐博. 一种改进SURF的视觉影像匹配算法[J]. 测绘通报, 2021, 0(1): 99-102,107.
[8]	刘燕, 杨树文, 薛理, 赵利江. 参考地理数据的大比例尺影像无控定位[J]. 测绘通报, 2020, 0(8): 18-22,27.
[9]	葛义攀, 王晓红. 基于本质矩阵的无人机影像精确匹配[J]. 测绘通报, 2020, 0(8): 55-58,75.
[10]	陈艳楠, 汪佳丽. 利用投影影像精化数字表面模型[J]. 测绘通报, 2020, 0(6): 45-48,56.
[11]	李闯, 王晓红, 何志伟. 利用A-AKAZE算法进行喀斯特地区无人机影像匹配[J]. 测绘通报, 2020, 0(6): 53-56.
[12]	喜文飞, 史正涛, 李国柱. 图论算法的无人机影像匹配特征点粗差剔除[J]. 测绘通报, 2020, 0(4): 6-10.
[13]	张冬梅, 卢小平, 苗沛基, 周雨石, 马靓婷. 一种改进的APAP影像匹配算法[J]. 测绘通报, 2020, 0(3): 123-128.
[14]	贺亦峰, 胡荣, 邹进贵. 利用三维激光扫描数据进行建筑物立面点云分割算法分析[J]. 测绘通报, 2019, 0(4): 26-31.
[15]	李涛, 袁中朝, 沈彪群, 高波, 王生新. 无人机影像匹配点云技术在道路测设中的应用[J]. 测绘通报, 2018, 0(6): 156-159.