太原理工大学摄影测量学-第七章数字摄影测量基础1.ppt

§3. 影像匹配基础知识 电子相关 光学相关 §3. 影像匹配基础知识 一、数字影像相关 影像相关是利用互相关函数，评价两块影像的相似性以确定同名点 。 互相关函数 相似程度 同名点 目标区 搜索区 影像匹配---同名点寻找 §3. 影像匹配基础知识 相关函数: 两个随机信号x(t)和y(t)的互相关函数定义为 均值 估计值 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 相关函数: 两个随机信号x(t)和y(t)的自相关函数定义为 当x(t)=y(t)时 自相关函数 均值 估计值 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 相关函数: 自相关函数是偶函数(自相关函数性质1) 一、数字影像相关 令t’=t-τ §3. 影像匹配基础知识 相关函数: 自相关函数在τ=0处取得最大值 (自相关函数性质2) 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 相关的搜索方法: 二维相关 一维相关: 也称核线相关，立体像对经相对定向后，建立了核线影像。由于同名像点必然在同名核线上，此时，在核线影像上，只需要进行一维搜索 。 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 相关的搜索方法: 二维相关:假设在左片上有一个目标点，为了搜索它在右片上的同名点，须以它为中心取其周围n×n个像元素的灰度序列组成一个目标区，在目标区中任意一个像元素的的灰度值设为gij(i,j=1,….,n)，一般取n为奇数，其中心点即为目标点。根据左片上的目标点的坐标概略地估计出它在右片上的近似点位，并以此为中心取其周围个影像灰度序列，组成一个l×m搜索区。在搜索区内有个(l-n+1)×(m-n+1)与目标区等大的区域，称为相关窗口，窗口内任意一点的灰度值设为g’i+k,j+h(i, j=1,….,n, k=0,….,l-n , h=0,….,m-n) 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 相关的搜索方法: 二维相关 目标区 搜索区 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 相关的搜索方法: 二维相关:工作量(m-n+1)(l-n+1) n n m 目标区 搜索区 l 一、数字影像相关 目标区 搜索区 §3. 影像匹配基础知识 目标区 搜索区 §3. 影像匹配基础知识 目标区域的确定(左影像中): 要选择一个特征点，如道路交叉口、房屋的拐角、地面上大型实体的某一个部位。 §3. 影像匹配基础知识 相关的搜索方法: 一维相关 目标区 搜索区 一、数字影像相关 §3. 影像匹配基础知识 一、数字影像相关 相关的搜索方法: 一维相关:工作量(m-n+1) n 目标区 m 搜索区 n n §3. 影像匹配基础知识 二、数字影像匹配 匹配方法: 基于灰度的影像相关(基于面积的影像相关): 基于待相关点所在的一个小区域内的影像的灰度，着眼于局部影像的相似性。相关系数法、协方差法、差平方和测度、差绝对值和测度、高精度最小二乘法等 基于特征(物方)的影像匹配: 着眼于同名影像特征之间的相似度。 基于解译(关系)的影像匹配: 着眼于计算机自动识别影像上各种目标及目标间的关系，必须建立在影像解译和专家系统基础上。 §3. 影像匹配基础知识 二、数字影像匹配 相关函数: gi,j, g’i,j表示目标影像(左影像)和搜索影像(右影像)的灰度分布 相关函数 协方差函数 §3. 影像匹配基础知识 二、数字影像匹配 相关函数: 相关系数 差平方和 距离差平方和 3 6 6 5 3 4 3 8 6 目标区 搜索区 3 6 6 4 2 7 3 3 6 1 2 5 0 0 8 3 0 2 7 3 2 8 4 8 1 1 0 0.92 0.56 0.38 (450,450) (300,300) (340,260) (358,346) 3 6 6 5 3 8 4 3 6 目标区 搜索区 3 6 6 4 2 7 3 3 6 1 2 5 0 0 8 3 0 2 7 3 2 8 4 8 1 1 0 4 4 4 (450,450) (300,300) (340,260) (358,346) §3. 影像匹配基础知识 三、核线相关 搜索区域（位置和大小）的确定 x y x y §3. 影像匹配基础知识 2465 2464 2450013 2450001 2464142 2464026 2450001 2465015 2449087 2449087 2465015 2450013 2464142 2464026 同名点号 x1 y1 x2 y2 左右视差 (x1-x2) 上下视差 (y1-y2) 2464026 -2.477 -71.002 -92.907 -69.078 90.430 -1.924 2464142 9.392 86