數(shù)字?jǐn)z影測量第五章(1)

1、整理ppt 1 整理ppt 2 5 數(shù)字影像匹配基礎(chǔ) 本章主要討論數(shù)字影像匹配。本章主要討論數(shù)字影像匹配。 數(shù)字影像匹配數(shù)字影像匹配就是在兩張或多張數(shù)就是在兩張或多張數(shù) 字影像的要素之間自動建立對應(yīng)關(guān)系，這些影字影像的要素之間自動建立對應(yīng)關(guān)系，這些影 像是（或至少局部是）對同一場景在不同位置像是（或至少局部是）對同一場景在不同位置 和不同時(shí)刻的成像，而要素可以是數(shù)字影像中和不同時(shí)刻的成像，而要素可以是數(shù)字影像中 的點(diǎn)（即像素），也可以是數(shù)字影像中提取的的點(diǎn)（即像素），也可以是數(shù)字影像中提取的 其他特征。其他特征。 整理ppt 3 5.1數(shù)字影像匹配的基本概念 5.1.15.1.1基本概念基本概

2、念 （1 1）共軛實(shí)體共軛實(shí)體 共軛實(shí)體是指目標(biāo)空間特征的影共軛實(shí)體是指目標(biāo)空間特征的影 像，包括點(diǎn)、線、面及其他目標(biāo)空間對象像，包括點(diǎn)、線、面及其他目標(biāo)空間對象 等。等。 概略地說，共軛實(shí)體是在立體像概略地說，共軛實(shí)體是在立體像 對間建立對應(yīng)關(guān)系過程中人們關(guān)注的對象。對間建立對應(yīng)關(guān)系過程中人們關(guān)注的對象。 整理ppt 4 5.1數(shù)字影像匹配的基本概念 （2 2）匹配實(shí)體匹配實(shí)體 匹配實(shí)體是指一定的要素，正是通匹配實(shí)體是指一定的要素，正是通 過對這些要素的比較以確定對應(yīng)（或同名）的過對這些要素的比較以確定對應(yīng)（或同名）的 共軛實(shí)體。共軛實(shí)體。 整理ppt 5 5.1數(shù)字影像匹配的基本概念 （3

3、 3）相似性測度相似性測度 相似性測度是刻畫或說明匹配實(shí)體相似性測度是刻畫或說明匹配實(shí)體 之間相似性程度的一種定量度量指標(biāo)。之間相似性程度的一種定量度量指標(biāo)。 一般說來，相似性程度是通過代價(jià)一般說來，相似性程度是通過代價(jià) 函數(shù)來計(jì)算的。函數(shù)來計(jì)算的。 在基于灰度的影像匹配中，常用的在基于灰度的影像匹配中，常用的 相似性測度包括相關(guān)系數(shù)測度、差平方和測度相似性測度包括相關(guān)系數(shù)測度、差平方和測度 及差絕對和測度等。及差絕對和測度等。 整理ppt 6 5.1數(shù)字影像匹配的基本概念 （5 5）匹配策略匹配策略 匹配策略一般指求解匹配問題的匹配策略一般指求解匹配問題的 概念或總體方案，主要包括匹配環(huán)境分

4、析、概念或總體方案，主要包括匹配環(huán)境分析、 匹配方法選擇及匹配質(zhì)量評價(jià)等。匹配方法選擇及匹配質(zhì)量評價(jià)等。 整理ppt 7 5.1數(shù)字影像匹配的基本概念 （2 2）概括地說，）概括地說，基本的影像匹配過程基本的影像匹配過程 可描述為：可描述為： 1 1）在一幅影像上選定待配準(zhǔn)實(shí)體；）在一幅影像上選定待配準(zhǔn)實(shí)體； 2 2）確定匹配實(shí)體；）確定匹配實(shí)體； 3 3）在另一張影像上尋找該待配準(zhǔn)實(shí)）在另一張影像上尋找該待配準(zhǔn)實(shí) 體的共軛實(shí)體；體的共軛實(shí)體； 4 4）計(jì)算配準(zhǔn)實(shí)體在目標(biāo)空間的）計(jì)算配準(zhǔn)實(shí)體在目標(biāo)空間的3 3維位維位 置；置； 5 5）平價(jià)匹配質(zhì)量。）平價(jià)匹配質(zhì)量。 整理ppt 8 5.2 數(shù)

5、字影像匹配的基本問題 （2 2）近似值、約束條件與假設(shè)）近似值、約束條件與假設(shè) 若一個(gè)問題是良態(tài)的或可解的，則若一個(gè)問題是良態(tài)的或可解的，則 它滿足下述它滿足下述3 3個(gè)條件：個(gè)條件： 1 1）解存在；）解存在； 2 2）解唯一；）解唯一； 3 3）解連續(xù)依賴于初始數(shù)據(jù)。）解連續(xù)依賴于初始數(shù)據(jù)。 整理ppt 9 5.2 數(shù)字影像匹配的基本問題 產(chǎn)生幾何畸變的主要原因有以下幾產(chǎn)生幾何畸變的主要原因有以下幾 種：種： 1 1）方位參數(shù)引起的幾何畸變）方位參數(shù)引起的幾何畸變 立體像對中兩張影像間尺度的差異立體像對中兩張影像間尺度的差異 及不同的旋轉(zhuǎn)角度都會引起幾何畸變。及不同的旋轉(zhuǎn)角度都會引起幾何畸

6、變。 不同的飛行高度所形成的不同比例不同的飛行高度所形成的不同比例 尺下獲取的立體像對，共軛像素在投影面上尺下獲取的立體像對，共軛像素在投影面上 不再是共軛像素。不再是共軛像素。 整理ppt 10 5.2 數(shù)字影像匹配的基本問題 2 2）兩影像間的不同旋轉(zhuǎn)角引起）兩影像間的不同旋轉(zhuǎn)角引起幾幾 何畸變何畸變 立體像對中左右兩張影像之間不同立體像對中左右兩張影像之間不同 旋轉(zhuǎn)角，使得逐像素的比較是錯(cuò)誤的共軛像旋轉(zhuǎn)角，使得逐像素的比較是錯(cuò)誤的共軛像 素，左右兩張影像片上相應(yīng)位置處的像素代素，左右兩張影像片上相應(yīng)位置處的像素代 表了目標(biāo)空間不同的位置。表了目標(biāo)空間不同的位置。 整理ppt 11 5.2

7、 數(shù)字影像匹配的基本問題 3 3）地面傾斜引起的幾何畸變）地面傾斜引起的幾何畸變 前面考慮的都是假設(shè)目標(biāo)空間是平前面考慮的都是假設(shè)目標(biāo)空間是平 坦的地面，但是實(shí)際地面是傾斜的平面，水坦的地面，但是實(shí)際地面是傾斜的平面，水 平面圍繞垂直于基線的軸向旋轉(zhuǎn)，其成像效平面圍繞垂直于基線的軸向旋轉(zhuǎn)，其成像效 果為右影像中的影像片變成縮小的矩形，這果為右影像中的影像片變成縮小的矩形，這 種情形稱為透視。若地面垂直于基線方向，種情形稱為透視。若地面垂直于基線方向， 右影像上就變得不可見，稱為影像遮蔽。右影像上就變得不可見，稱為影像遮蔽。 整理ppt 12 5.2 數(shù)字影像匹配的基本問題 4 4）地面起伏引起的幾何畸變）地面起伏引起的幾何畸變 不同于前面三種情形，下面假定目不同于前面三種情形，下面假定目 標(biāo)是具有高差的真實(shí)地面，共軛位置的影像標(biāo)是具有高差的真實(shí)地面，共軛位置的影像