多视密集匹配并行传播GPU-PatchMatch算法

针对多视密集匹配的效率较低的问题,提出了GPU-PatchMatch多视密集匹配算法。该算法使用GPU提高PatchMatch的计算效率;同时充分利用稀疏场景信息,对深度信息进行规则初始化;为提高传播效率,使用了金字塔红黑板并行传播深度信息。最后在DTU、Strecha和Vaihigen数据集上进行了试验,并与常用的多视密集匹配算法进行对比。试验结果表明,本文算法在重建效率上有较大提高,与CPU算法(PMVS、MVE、OpenMVS)相比有7倍以上提升,与GPU算法相比也有2.5倍以上提升,表明本文算法的有效性。     

利用网络图进行高分辨率航空多视影像密集匹配

提出了一种基于网络图的高分辨率航空多视影像密集匹配算法。首先利用影像间的重叠关系和方向确定候选立体像对并构建网络图;在立体像对密集匹配阶段,引入导向中值滤波采用由粗到精的改进半全局匹配(SGM)算法进行双向视差图生成;最后基于所有立体像对构建的网络图完成多视影像间的密集点云生成及融合。试验选取了ISPRS的Vaihingen航空影像和ISPRS/EuroSDR项目的苏黎世倾斜下视影像进行试验,结果表明:本文算法对高分辨率多视影像密集匹配是有效可行的,无论在匹配完整性、效率、精度上都能获取较好的结果,重建的密集点云平均反投影误差的中误差可以达到亚像素级精度,实际精度可以达到1.5倍GSD,并且在建筑物、植被、水体等视差不连续、弱纹理或重复纹理区域也取得了较好的匹配结果。     

一种基于深度图改进的分块密集匹配方法

倾斜摄影建模往往需要几百张甚至上万张图像,通常需要分块密集匹配重建。然而,常用的分块密集匹配方法只能对每个块单独建模,块间的重复图像会多次参与匹配计算,导致计算冗余、耗时长。因此,本文提出了一种改进的分块密集匹配方法,避免块间重复图像的冗余计算。首先,利用图像关联算法为场景中的每张图像计算邻域图像集合,同时初始化图像的重建状态对象;然后,对整个场景进行空间立体自动聚类完成分块,并抽取子块重建时所需的匹配对图像;最后,根据图像的重建状态对象估计、过滤深度图及深度图融合生成密集点云。试验结果表明,该方法在倾斜影像三维重建时,效率显著提升。     

多匹配基元集成的多视影像密集匹配方法

针对多视影像密集匹配中的遮挡问题,本文提出一种像方特征点和物方平面元集成的多视影像密集匹配方法。该方法利用规则格网划分的空间平面作为基础,对两种不同形式的匹配基元进行集成。首先通过多视影像上特征点投影范围和平面元位置相互制约,实现特征点和平面元的同时匹配,为后续匹配提供初始可靠的DSM;然后在此基础上,结合铅垂线轨迹法和基于高度遮挡检测方法对平面上规则分布的平面元进行匹配,加密初始匹配结果。最后通过对某地区四张UCX数字航空影像的匹配试验,验证了本文方法的有效性。     

物方多视影像密集匹配方法

针对多视影像由于遮挡导致的匹配不确定性问题,该文提出一种特征点和物方地面元相结合的多视影像密集匹配方法。该方法利用规则格网划分的空间平面作为基础,通过特征点匹配获取同名像点和高程赋值的格网平面,为后续匹配提供初始的DSM。在此基础上,利用铅垂线轨迹法对平面上规则分布的平面元进行匹配,加密特征点匹配结果。通过对某区域UCX影像的匹配实验表明,该文提出的算法能高效、准确地得到匹配结果,特别对较大影像计算快速,适用于实时处理。     

基于特征点引导的多视影像择优匹配方法

从冗余数据中选择一个或者多个最为显著的立体像对,在最少“伪信息”的影响下,获取最佳影像匹配效果,降低其它质量较差影像的负面平均效应,是提高多视影像匹配性能的关键。基于准确匹配的特征点,通过匹配测度的鲁棒性分析,提出一种多视影像的匹配质量分析方法;在此基础上,提出了一种基于特征点引导的多视影像择优匹配方法及基本思想、计算基础和择优匹配步骤。利用ADS40多度重叠影像数据进行了择优匹配实验。结果表明,该方法能够有效选取匹配质量较优的影像,获取更加准确的多视匹配结果,在一定程度上,比传统的多视匹配方法更加有效。     

双目影像密集匹配方法的回顾与展望

以摄影测量为应用背景,综述了双目影像密集匹配方法。首先借助图表对局部密集匹配与全局密集匹配两类方法进行了简明的比较,指出各类方法的优缺点以及面临的主要挑战;然后分析了密集匹配中难以处理的建筑物遮挡问题,将航摄影像中普遍存在的建筑物遮挡现象分为5种类型,阐述了现有遮挡检测与填充算法的针对性,为解决密集匹配中的空洞问题提供技术思路;最后展望了双目影像密集匹配的发展趋势。以期帮助读者全面了解传统双目影像密集匹配技术,对基于深度学习的密集匹配研究有所裨益。     

基于CMVS/PMVS多视角密集匹配方法的研究与实现

使用CMVS\PMVS密集匹配方法,不需要任何诸如可视壳、深度图、包围盒等先验知识.输入SFM点集,先通过CMVS对影像进行聚簇,以减少数据量,再由基于贴片模型的PMVS方案通过匹配、膨胀、过滤三个步骤,在局部光度一致性和全局可见性约束下完成密集匹配.整个过程中算法能自动剔除外点与障碍物,最终输出结果为覆盖整个重建目标表面的小型矩形贴片集.CMVS\PMVS密集匹配方法适用于对无序影像和室外场景的三维重建.实验结果表明:使用CMVS\PMVS密集方法得到的三维点云非常密集,具有很高的实用价值.     

基于MPI的高效半全局约束密集匹配方法

灾害现场的地形地物高效三维重建是快速获取灾情信息的关键技术之一,也是正射影像纠正的先决条件。无人机等低空轻型遥感系统能快速获取高分辨率和高重叠度影像,因此在灾害应急响应中被广泛关注。利用大范围低空影像进行灾害现场快速三维重建依赖于高效的密集匹配方法。文中提出一种基于MPI(Message Passing Interface)的高效半全局约束密集匹配方法,既克服传统的影像匹配方法难以充分利用影像重叠度高的困难,也能在短时间内快速处理大量影像获取灾害现场的三维信息,适应面向灾害应急响应的效率要求。     

一种遥感影像同名点密集匹配方法

针对在遥感相机检校、三维重建、信息提取、变化监测等应用中,都需要在影像中每隔若干个点、甚至是逐点寻找密集同名点的情况,该文将基于特征的方法和基于模板的方法相结合,提出一种新的高精度的密集同名点提取方法。将参考影像降采样为与遥感影像同一分辨率,然后使用SIFT算法提取粗精度同名点,建立全局几何模型,使用其将遥感影像每个像元及其邻域投影到参考影像,并以其为模板,应用优化相位匹配法获取高精度同名点。经实验验证,只要遥感影像和参考影像中相应区域的景物变化不大,该文方法可以有效地确定密集的高精度同名点对。     

基于像方特征点的多视影像最小二乘匹配

为了能得到更精确的影像初始值,进行高精度的影像匹配,本文分别选取了两种物方多视匹配模型和不同匹配策略、不同约束条件下的影像粗匹配结果作为初始值进行最小二乘精匹配。实验结果表明物方匹配模型可以提供很精确的初始值,而金字塔、视差和共线方程共同约束下的最小二乘匹配精度更高,可靠性、鲁棒性及稳定性更好,验证了结合合理的匹配策略和约束方法的最小二乘优化可以将匹配精度达到1／10000精度。     

基于半全局多视近景影像匹配的三维建模方法

利用半全局约束提高立体影像匹配的可靠性,提出多片前方交会优化迭代方法来剔除可能的匹配错误,有效融合多视影像的冗余信息,获取可靠密集的三维点云。在此基础上,利用Poisson表面重建方法重建出三维模型。2组近景影像试验结果表明本文方法能有效获取具有纹理的三维模型。     

线阵影像GC3多视匹配模型的匹配方向线研究

针对线阵影像的几何成像特点,介绍了GC3及其改进匹配模型的匹配原理;根据模拟参数,推导了GC3多视匹配模型的同轨立体匹配方向线、异轨立体匹配方向线严密函数表达式,给出了匹配方向线分析结论;分别采用模拟数据与ADS40影像数据进行了实验分析,实验结果证明：在实际匹配过程中,匹配方向线在局部范围内可近似为直线使用。     

基于SGM的多分辨率影像匹配方法

分析了SGM影像匹配算法的基本思想及其不足,给出了半全局影像匹配算法的基本模型;在此基础上,对该SGM算法模型进行了多分辨率扩展,设计了一种多分辨率半全局影像匹配方法 P-SGM,并讨论了该方法的实现步骤及其技术细节;利用实际影像数据进行了P-SGM影像匹配实验。实验结果表明,该方法能够完成大场景、大幅面遥感影像的密集匹配工作,获取实验区密集匹配点云;并具有较高的匹配性能和匹配精度。     

多基线机载合成孔径雷达影像匹配的SANCC法

为了有效利用合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)多基线影像的几何信息和辐射信息,提高匹配精度,提出了一种适用于多基线SAR幅度影像的自适应归一化互相关系数和(sum of adaptive normalized cross-correlation,SANCC)影像匹配方法。该方法首先利用SAR成像参数、平台参数和物方高程范围构建匹配方向线;然后引入Gestalt原理的接近性和相似性原则对窗口内的像素加权,计算获得沿匹配方向线的SANCC值;最后采用winner-take-all(WTA)优化策略获取多基线影像的匹配结果和物方三维信息。利用国产机载SAR系统获取的多基线影像进行匹配试验,结果表明与常规的相关匹配方法相比,该方法可以获得更为密集、精确的匹配点,有效减少了由重复纹理造成的误匹配,并能较好地解决由纹理匮乏导致的匹配难题。     

GIS数据辅助灾区影像平面扫描密集匹配及其三维变化检测

运用GIS提供的先验知识对遥感立体像对进行三维变化检测。首先,利用GIS提供的控制数据(DOM和DLG)辅助解算新立体像对外方位元素;其次,使用GIS数据库中DOM和DEM提供的物方参照进行多视平面扫描密集匹配;第三,将生成的新DEM与旧DEM比对,检测出三维变化。对汶川映秀的航空遥感立体像对进行实验,验证了本方法的可行性。     

多基线立体影像的GC~3-P-SGM匹配方法

以"几何约束互相关"模型为基础,将迭代高程等效成"半全局影像匹配"方法中的左右视差,通过匹配代价的聚合分析,提出了一种多基线立体影像匹配方法 GC~3-P-SGM,并给出了其具体匹配步骤和处理流程。利用天绘一号卫星影像数据进行了实验和分析,结果表明,该方法具有较高的匹配性能和匹配精度。