一種在全景圖中提取直線的方法
【專(zhuān)利摘要】一種在全景圖中提取直線的方法，其步驟為：（1）、計(jì)算原始輸入圖像的梯度圖像；（2）、計(jì)算原始輸入圖像的邊緣圖像；（3）、識(shí)別出直線目標(biāo)；結(jié)合二維坐標(biāo)、球面坐標(biāo)、笛卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，并利用邊緣像素的特征，采用有效的邊緣提取算法群集所有能構(gòu)成直線的邊緣像素，從而識(shí)別出直線目標(biāo)。本發(fā)明具有原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、精確度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種在全景圖中提取直線的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到圖像處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特指一種在全景圖中提取直線的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般來(lái)說(shuō)，直線投影在全景圖中會(huì)產(chǎn)生畸變現(xiàn)象。通常的直線提取算法，如霍夫變換(Hough transform)只適用于普通的平面圖像,無(wú)法識(shí)別出全景圖中發(fā)生畸變的直線。而一些基于霍夫變換的直線提取算法(Hough transform-based methods)只能從水平或垂直方向提取全景圖中的直線，除此以外，此類(lèi)算法還存在不能確定直線端點(diǎn)、會(huì)檢測(cè)出虛假直線等缺陷。
[0003]直線是圖像中的重要特征，也是機(jī)場(chǎng)、街道、建筑物等許多與生產(chǎn)生活相關(guān)的重要場(chǎng)景的組成部分。全景圖中的直線提取方法可廣泛用于場(chǎng)景的可視化和三維建模，如大范圍街景圖、故宮全景圖等，通過(guò)該技術(shù)，可以對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行三維重構(gòu)，恢復(fù)圖像中的重要信息，為生產(chǎn)生活或科學(xué)研究提供寶貴資料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、精確度高、可靠性好的在全景圖中提取直線的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種在全景圖中提取直線的方法，其步驟為:
[0007](I)、計(jì)算原始輸入圖像的梯度圖像；
[0008](2)、計(jì)算原始輸入圖像的邊緣圖像；
[0009](3)、識(shí)別出直線目標(biāo)；結(jié)合二維坐標(biāo)、球面坐標(biāo)、笛卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，并利用邊緣像素的特征，采用有效的邊緣提取算法群集所有能構(gòu)成直線的邊緣像素，從而識(shí)別出直線目標(biāo)。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):在步驟(I)中，利用Sobel算子獲得原始輸入圖像的梯度圖像；所述Sobel算子包含兩組3*3的矩陣Gx和Gy，將這兩個(gè)算子分別在橫向x方向和縱向I方向與原始輸入圖像進(jìn)行卷積運(yùn)算，即可獲得X方向與I方向的亮度差分近似值。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):在步驟(2)中，采用canny邊緣提取算法計(jì)算原始輸入圖像的二值邊緣圖像。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述步驟(3)的詳細(xì)步驟為:
[0013](3.1)、直線邊緣像素的確定；首先確定直線邊緣的起始像素:當(dāng)某像素的幅值大于某給定的全局閾值τ ,且該像素在邊緣圖像上的值為I,則選定此像素為起始像素；確定直線的第二個(gè)像素:在確認(rèn)了起始像素的位置之后，在以起始像素為中心的3乘3的像素矩陣中尋找第二個(gè)像素點(diǎn)，鄰域中具有最大幅值的像素點(diǎn)為目標(biāo)像素；用同樣的方式，以此類(lèi)推，尋找接下來(lái)的所有可能的直線邊緣像素點(diǎn)；
[0014](3.2)坐標(biāo)的變換:對(duì)于步驟(3.1)中找到的所有可能的直線邊緣像素點(diǎn)，進(jìn)行坐標(biāo)的變換；假設(shè)有一個(gè)單位球面恰好能被原始輸入圖像完全覆蓋，則對(duì)于在上一步中找到的每一個(gè)可能的像素點(diǎn)P進(jìn)行二維平面坐標(biāo)(U，V)與球面坐標(biāo)(P,θ,φ)的坐標(biāo)變換,公式如
下:
[0015]
【權(quán)利要求】
1.一種在全景圖中提取直線的方法，其特征在于，步驟為: (1)、計(jì)算原始輸入圖像的梯度圖像； (2)、計(jì)算原始輸入圖像的邊緣圖像； (3)、識(shí)別出直線目標(biāo)；結(jié)合二維坐標(biāo)、球面坐標(biāo)、笛卡爾坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，并利用邊緣像素的特征，采用有效的邊緣提取算法群集所有能構(gòu)成直線的邊緣像素，從而識(shí)別出直線目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在全景圖中提取直線的方法，其特征在于，在步驟(1)中，利用Sobel算子獲得原始輸入圖像的梯度圖像；所述Sobel算子包含兩組3*3的矩陣Gx和&，將這兩個(gè)算子分別在橫向X方向和縱向y方向與原始輸入圖像進(jìn)行卷積運(yùn)算，即可獲得X方向與y方向的亮度差分近似值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在全景圖中提取直線的方法，其特征在于，在步驟(2)中，采用canny邊緣提取算法計(jì)算原始輸入圖像的二值邊緣圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在全景圖中提取直線的方法，其特征在于，所述步驟(3)的詳細(xì)步驟為: (3.1)、直線邊緣像素的確定；首先確定直線邊緣的起始像素:當(dāng)某像素的幅值大于某給定的全局閾值τ ,且該像素在二值邊緣圖像上的值為I,則選定此像素為起始像素；確定直線的第二個(gè)像素:在確認(rèn)了起始像素的位置之后，在以起始像素為中心的3乘3的像素矩陣中尋找第二個(gè)像素點(diǎn)，鄰域中具有最大幅值的像素點(diǎn)為目標(biāo)像素；用同樣的方式，以此類(lèi)推，尋找所有可能的直線邊緣像素點(diǎn)； (3.2)坐標(biāo)的變換:對(duì)于步驟(3.1)中找到的所有可能的直線邊緣像素點(diǎn)，進(jìn)行坐標(biāo)的變換；假設(shè)有一個(gè)單位球恰好能被原始輸入圖像完全覆蓋，則對(duì)于在上一步中找到的每一個(gè)可能的像素點(diǎn)P進(jìn)行二維平面坐標(biāo)(U，V)—球面坐標(biāo)(--,θ,φ)的坐標(biāo)變換，公式如下:


5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的在全景圖中提取直線的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，進(jìn)一步采用高`斯去噪方法去除原始輸入圖像中多余的噪音。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK103729850SQ201310751202
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】李姝潔 申請(qǐng)人:楚天科技股份有限公司