尺度及主方向改正的ORB特征匹配算法

来源：计算机工程与应用杂志2019年第13期北京时间：

作者：柴江龙1，樊彦国1，王 斌1，韩志聪2

单位：1.中国石油大学（华东） 地球科学与技术学院，山东 青岛 266580；2.国家海洋信息中心 海域管理部，天津 300171

摘要：针对二进制描述算法（Oriented fast and Rotated Brief，ORB）尺度性配准误差大，配准率低的问题，提出一种尺度和方向改进的ORB特征匹配算法。该算法以二进制描述算法ORB为基础，构建金字塔式尺度空间，改进尺度空间结构，简化尺度空间层数和采样图像数目，使提取特征点的过程更加效率，并采用Harris函数检测特征，消除边缘特征点的影响，提取具有尺度信息的特征点；然后采用梯度方向统计方法改进传统ORB算法中通过灰度质心法计算主方向的方式，优化求解主方向邻域范围，以提高图像特征主方向的准确性。实验结果表明，改进后的ORB算法在尺度和旋转配准方面性能有很大提高，并且配准的精度较传统ORB更高，更能满足复杂图像快速精确配准的要求。

关键词：特征匹配,二进制特征描述算法（ORB）,尺度空间,特征主方向,梯度方向