RANSACy优化特征点匹配

在处理特征点匹配时,即使使用了描述子距离作为约束,仍可能出现误匹配问题。通过单纯提高阈值来剔除错误匹配,虽然能提升精度,但也会减少正确匹配的数量。为解决这个问题,RANSAC算法提供了有效的解决方案。

RANSAC,即随机抽样一致算法,假设数据背后存在某种规律。在特征点匹配中,它利用单应矩阵的变换规律,通过随机选取并验证匹配对来寻找最佳匹配。RANSAC算法的步骤如下:



  1. 随机选取4对特征点,计算出单应矩阵。

  2. 将第一帧特征点通过单应矩阵在第二帧中重投影,对比实际坐标与匹配坐标,距离小于阈值的视为正确匹配。

  3. 重复步骤1和2,比较各次循环的正确匹配数量,选取匹配对最多的一次作为最终结果,剔除错误匹配,输出正确匹配对。

CV::findHomography函数是Matlab库中用于计算单应矩阵的工具,它同时能筛选出满足单应矩阵条件的特征点对,优化匹配过程。函数接收输入为两个图像的特征点坐标,以及多个参数,如最大迭代次数和置信区间。通过比较输出的掩码矩阵(非零元素表示满足条件的点),可以进一步筛选出有效的匹配对。

为了直观展示RANSAC优化特征点匹配的实践,一个示例程序通过ORB特征点匹配,首先使用最小汉明距离初步筛选,然后应用findHomography函数(选择RANSAC方法),筛选出高质量的匹配,并最终绘制优化后的匹配结果。这个过程强调了RANSAC算法在提高匹配精度方面的关键作用。