Forstner算子是摄影测量中的著名点定位算子,其特点是速度快、精度较高。其基本思想是:对于角点,对最佳窗口内通过每个像元的边缘直线(垂直于梯度方向)进行加权中心化,得到角点的定位坐标;对于圆状点,对最佳窗口内通过每个像元的梯度直线进行加权中心化,得到圆心的坐标。因此,Forstner定位算子分两步进行。
1.1最佳窗口
以每个像素为中心,取一个窗口N(如5×5)。计算每个窗口的有利值q和w。如果有利值大于给定的阈值,则将以该像元为中心的窗口作为候选最佳窗口,阈值为经验值,抑制局部非最大,得到最佳窗口。为了减少计算量,在计算q,w值之前,可以先计算像元:分别在X,Y正反方向上的4个梯度值的绝对值,取出4个值中的最小值记为T,只有T值大于某个阈值时才计算q,w值。
1.2定位和圆状点定位
最佳窗口内任意一个像元(r,C)的边缘直线l的方程为:
0 rcos0+csinO
式中,p为原点(设为最佳窗口的左上角像元)到直线l的距离,e为梯度角,tan0=g /gr,而gc、g为该点的Robert梯度。设角点坐标为(Co,r0),设v是点(C,r)到直线l的垂直距离,在(C,r)处给出误差方程,即
0+V r0cos0+cosin0
训(r,C)=I gI =g;+g;
上式的含义是:把原点到边缘直线的距离p当作观测值,而保持边缘直线的方向不变,权训(r,C)等于梯度模的平方,所以权实质上是一个边缘尺度。对上式法化,得到法方程:
『-Σ grg ] 『r01 『-Σgz