结合SIFT特征点和泊松融合的无人机遥感影像拼接技术

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2021.0017

测绘通报 ›› 2021, Vol. 0 ›› Issue (1): 94-98.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2021.0017

结合SIFT特征点和泊松融合的无人机遥感影像拼接技术

周杰¹, 解琨¹, 付超¹, 施昆²

1. 江苏省基础地理信息中心, 江苏南京 210013;
2. 昆明理工大学国土资源工程学院, 云南昆明 650093

收稿日期:2020-01-05 修回日期:2020-05-06 发布日期:2021-02-08
作者简介:周杰(1989-),男,硕士,工程师,主要从事摄影测量与遥感的研究。E-mail:zhoujie211@163.com
基金资助:
国家自然科学基金（41604068）

Technology of UAV remote sensing image mosaic technology combining SIFT features and poisson fusion

ZHOU Jie¹, XIE Kun¹, FU Chao¹, SHI Kun²

1. Provincial Geomatics Centre of Jiangsu, Nanjing 210013, China;
2. Faculty of Land Resource Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China

Received:2020-01-05 Revised:2020-05-06 Published:2021-02-08

摘要/Abstract

摘要： 针对无人机遥感影像拼接技术的研究，本文提出了一种结合尺度不变的SIFT特征点和重叠过渡泊松融合的无人机遥感影像无缝拼接方法。该方法首先采用SIFT算法对影像进行特征点提取，根据特征描述符间的欧氏距离对特征点进行粗匹配；然后使用随机采样一致性（RANSAC）算法剔除误匹配点对，为防止计算出的单适应矩阵线性结构不稳定，引入LM算法对单适应矩阵进行优化；最后采用重叠过渡泊松融合算法对影像进行拼接融合，以实现影像的无缝拼接。试验结果表明，该方法在无人机遥感影像拼接方面具有优势，能够获得良好的拼接影像。

关键词: SIFT特征, RANSAC算法, LM算法, 泊松融合, 影像拼接

Abstract: Aiming at the research of UAV remote sensing image mosaic technology, a seamless mosaic method of UAV remote sensing image combining scale-invariant SIFT feature points with overlapping transition Poisson fusion is proposed. The method firstly uses SIFT algorithm to extract the feature points of the image. the feature points are coarsely matched according to the euclidean distance between the feature descriptors. Then the random sampling consistency (RANSAC) algorithm is used to remove the mismatched point pairs. In order to prevent the calculated single adaptive matrix linear structure instability, the LM (Levenbeg-Marquardt) algorithm is introduced to optimize the single adaptive matrix. Finally, the overlapped transition poisson fusion algorithm is used to achieve the seamless mosaic of the image. The experimental results show that this method has advantages in UAV remote sensing image mosaic and can obtain good mosaic image.

Key words: SIFT feature, RANSAC algorithm, LM algorithm, Poisson fusion, image mosaic

中图分类号:

P237

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.

ZHOU Jie, XIE Kun, FU Chao, SHI Kun. Technology of UAV remote sensing image mosaic technology combining SIFT features and poisson fusion[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2021, 0(1): 94-98.

参考文献

[1] 赵业婷. 电力巡线单航带无人机影像拼接关键技术[D].成都:成都理工大学,2017.
[2] PELEG S, ROUSSO B, RAV-ACH A A, et al. Mosaicing on adaptive manifolds[J]. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2000, 22(10):1144-1154.
[3] KIM D W, HONG K S. Real-time mosaic using sequ ential graph[J]. Journal of Electronic Imaging, 2006, 15(2):023005-023013.
[4] 何敬,李永树. 基于特征点和最优路径的无人机影像拼接方法[J].遥感技术与应用,2012,27(2):173-176,219.
[5] 岳春宇,江万寿. 几何约束和改进SIFT的SAR影像和光学影像自动配准方法[J].测绘学报,2012,41(4):570-576.
[6] LOWE D G. Object recognition from local scale-invariant features[C]//Proceedings of the 7th IEEE International Conference on Computer Vision.[S.l.]:IEEE, 1999.
[7] LOWE D G. Distinctive image features from scale-invariant keypoints[J].International Journal of Computer Vision,2004,60(2):91-110.
[8] 宋佳乾,汪西原. 改进SIFT算法和NSCT相结合的遥感图像匹配算法[J].测绘通报,2018(9):34-38.
[9] 李孚煜,叶发茂. 基于SIFT的遥感图像配准技术综述[J].国土资源遥感,2016,28(2):14-20.
[10] 索效荣,齐苑辰. 基于SIFT算法的无人机航空遥感影像匹配[J].测绘科学,2012,37(1):89-91.
[11] 许志方,王双亭,王春阳,等. 尺度不变特征变换的UHD185高光谱影像拼接[J].遥感信息,2017,32(1):95-99.
[12] 徐志远,刘嘉文,王山东,等. 低空无人机影像的快速拼接技术研究[J].地理空间信息,2016,14(4):39-41.
[13] 张彪,邹哲,陈书界,等.基于仿射变换与Levenberg-Marquardt算法的织物图像配准[J].光学学报,2017,37(1):351-359.
[14] 赵书睿. 全景图像拼接关键技术研究[D].成都:电子科技大学,2013.
[15] 张小利,李雄飞,李军. 融合图像质量评价指标的相关性分析及性能评估[J].自动化学报,2014,40(2):306-315.

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Technology of UAV remote sensing image mosaic technology combining SIFT features and poisson fusion

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[1]	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.
[2]	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.
[3]	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.
[4]	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.
[5]	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.
[6]	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.
[7]	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.
[8]	刘冠兰, 黎建洲, 柏文锋. 自由设站起算点可用性的两步判断法研究[J]. 测绘通报, 2017, 0(4): 10-12,20.
[9]	田雷. 矿区多角度无人机遥感三维影像图制作[J]. 测绘通报, 2016, 0(10): 73-75,88.
[10]	胡同喜牛雪峰谭洋陈新鹏. 基于SURF算法的无人机遥感影像拼接技术[J]. 测绘通报, 2015, 0(1): 55-58.
[11]	徐振亮李艳焕闫利晏磊. 面向立面大角度影像拼接的稳健匹配方法[J]. 测绘通报, 2015, 0(1): 131-133.
[12]	徐景中袁芳寇媛. 一种基于拼接线和动态基准的影像拼接方法[J]. 测绘通报, 2014, 0(9): 34-37.
[13]	刘如飞卢秀山刘冰田茂义. 无人机航摄影像快速拼接方法改进[J]. 测绘通报, 2014, 0(2): 46-49.
[14]	周志诚张勇. 一种顾及影像间位置关系的拼接路径规划方法[J]. 测绘通报, 2014, 0(10): 86-88.
[15]	孟淑英. 自动检测拼接线的无人机视频影像快速拼接方法[J]. 测绘通报, 2013, 0(5): 47-49.