数字摄影测量之核线相关.ppt

第八章数字摄影测量 基于核线的影像匹配前面讨论了基于二维影像窗口的相关算法 如果能够利用空间成像的某些性质 将二维相关转化为一维相关 就会使得影像匹配的效率与可靠性都得到提高 那么这个空间成像的某些性质具体是指什么呢 核面 左 右摄影中心S和S 与某一地面点P所构成的平面 即点P与基线B构成的平面 核线 过某点P的核面与左 右影像的交线 分别称为左核线和右核平线 主核面 左 右像主点分别与基线构成的平面 分别称为左主核面和右主核面 主核线 左 右主核面分别与左 右影像平面的交线分别称为左主核线和右主核线 垂核面 由基线与像底点构成的核面 因为左 右影像的底点与摄影基线位于同一铅垂面内 所以 一个像对只有一个垂核面 垂核线 垂核面与左 右影像面的交线 分别称为左垂核线和右垂核线 核点 在计算机视觉领域被称为极点 是指摄影中心连线SS 延长线与左 右影像的交点 并分别称为左 右核点 极点 为了讨论核线的性质 先引人一个概念 理想像对 平行于摄影基线的 相对水平 的影像对 核线的基本性质可以归纳如下 1 在倾斜影像上的所有核线相互不平行 旦交于核点 极点 2 在理想影像平面上 所有核线相互平行 不仅同一影像面上的核线平行 而且影像对上的相应的核线也平行 上下视差为零 这一特性对于立体观测是十分有用的 3 左 右 影像上的某一点 其同名点必定在其右 左 影像上的同名核线上 这一特性是实现核线相关的基本依据 核线几何关系解析如前所述 影像上的所有核线是互相不平行的 它们交于核点 但是 如果将核线投影到一对 理想像对 上 则在理想像对上的所有核线相互平行 如图所示 p1和p2为倾斜立体像对 p1 和p2 为平行于摄影基线B的理想像对 ab和cd分别为左右倾斜像对上的核线 a b 和c d 是ab和cd分别在左右理想影像上的投影 可以看出影像上的核线以及影像对之间的核线均相互平行 因此利用这一特性我们就有可能在相对水平像片上建立规则的格网 它的行就是核线 核线上像元素的灰度可由它对应的实际像片上的灰度求得 设倾斜影像上的坐标系为 x y 与 x y 理想影像上的坐标系为 u v 与 u v 按照共线方程有 式中的外方位元素可以由单独像对相对定向求得 显然在理想影像像对上 v可视为常数 同时将属于外方位元素的项合并整理 得 其中 在以上讨论的基础上 可得核线影像生成过程如下 1 在内定向的基础上 按照单独像对相对定向的方法进行相对定向 求得五个相对定向元素 2 根据相对定向的结果 将原始影像的四个角点投影到核线影像平面上 以确定核线影像的范围 3 在确定某一行核线影像的坐标v之后 以等间隔 取一系列u值 2 3 按 a 式解求的一系列的像点坐标 x1 y1 x2 y2 x3 y3 并内定向出这些点的原始影像坐标 4 得到原始影像坐标后 并不一定处于某一个像素的整数位置上 需要进行重采样 将这些像点经重采样后的灰度直接赋子核线影像 核线相关核线相关是一种一维相关 其目标区和搜索区分别位于左 右同名核线上 均为一维的影像窗口 为了沿同名核线搜索同名点 在左核线上建立一个目标区 该目标区中心就是目标点 目标区的长度为n个像元素 n为奇数 另