[發明專利]一種圖像處理中物體自動識別并三維重建的方法

有效

• 申請號: 200810066898.7
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101271526A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 朱定局;樊建平
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06T11/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所
• 代理人: 楊宏

技術領域

本發明涉及一種圖像處理方法，尤其涉及的是一種圖像處理中對各種物體自動識別并三維重建的方法。

背景技術

以下為現有技術已知的技術詞典：

知識庫：根據知識庫中的知識應用領域特征、對象特征(獲取時的對象信息)、使用特征、屬性特征等而被構成便于利用的、有結構的組織形式。知識庫中還可存在一個通常被稱作典型方法庫的特殊部分。如果對于某些問題的解決途徑是肯定和必然的，就可以把其作為一部分相當肯定的問題解決途徑直接存儲在典型方法庫中。

知識庫中的知識包括：應用領域特征、對象特征(獲取時的對象信息)、使用特征、屬性特征及問題的解決途徑等。

推理機：推理機是專家系統的核心，它是模擬人類專家求解問題的思維活動，按照一定的推理策略，有效地選擇知識庫中的知識，根據用戶提供的問題進行推理，得到用戶滿意的結論，是專家系統通過知識推理而實現問題求解的執行機構。推理機工作效率的高低直接影響到專家系統的性能。推理機的程序與知識庫的具體內容無關，所以對知識庫的修改不需要改動推理機。

圖像處理中物體的識別并三維重建是數字城市、數字醫學等數字技術所必需的關鍵技術：首先要從二維的圖像中將物體識別出來，然后將識別出來的物體從二維重建為三維。其處理流程如圖1所示，圖像處理中物體的識別并三維重建過程包括：對現實世界中的三維物體進行采集，形成二維圖像，并進行識別，生成二維圖像中的物體，然后重建生產物體的三維模型。

具體例如：數字城市的數據來源為二維影像，由衛星遙感或航空遙感或數碼相機或地面傳感器等手段和設備，將城市中的三維物體采集為二維影像，但數字城市的理想輸出為三維的，是城市的數字化和逼真再現，所以構建數字城市時，首先就需要將采集到的城市二維影像中物體識別出來并且進行三維重建后，放到該物體所在的三維地理坐標中。

再如數字醫學的數據來源為二維影像，由CT或B超等手段和設備將人體中或動物體中的器官、病變部位采集為二維影像，但數字醫學的理想輸出為三維的，所以首先就需要從采集到的二維醫學影像中識別出來器官、病變部位并且進行三維重建。

物體識別與三維重建作為數字技術所必需的關鍵技術，其主要數據來源為相應數字技術中采集到的二維圖像。根據二維圖像，識別并三維重建出其中的物體，必然需求大量的各種物體相關的知識、大量的各種對圖像中物體進行識別與三維重建的典型方法。

但現有的“圖像中物體識別”與“三維重建”應用程序是把問題求解的知識隱含地編碼在程序中，只能隱含一些內容和結構較簡單的知識，而且只有變動程序才能變動其中知識，所以現有的應用程序識別重建的能力有限，不易集成和擴展知識，因此其應用范圍受到極大限制。也有些人研究用專家系統進行圖像中物體識別或三維重建，但沒有找到一種有效的知識組織和綜合利用途徑，來實現對各種物體的自動識別并三維重建。

所以現有的圖像處理中物體的識別并三維重建的技術，主要針對特定物體或基于特定知識，也就是說只能識別并三維重建圖像中特定物體，如圖2所示；或者，只能根據特定知識進行圖像中物體的識別與三維重建，如圖3所示流程。

現有處理方式存在各自明顯的缺點，其包括：

1、針對特定物體時，無法進行其它物體的識別并三維重建。由于識別并三維重建不同的物體使用的知識不盡相同，所以換一種物體后，便無法識別。因為現有技術處理方式把識別不同物體圖像的不同方法，如當物體圖像滿足條件“顏色是**，紋理為**，灰度為**，等等”時，可以判定該物體圖像中的物體為**，并具備**屬性，編寫進程序或放進知識庫，作為識別時的判定依據，但物體千差萬別，識別不同的物體需要使用不同的方法，不可能做到事先把辨別所有物體的方法都搜羅完全。

即使將已知的物體圖像的識別方法都搜羅完全，但新類型的物體出現時，需要重新抽象并形式化出新類型物體圖像的識別方法，否則照樣無法對新類型的物體進行識別，所以現有技術也就不可能具備對各種物體圖像都能識別的能力。

同理現有方式把三維重建不同物體圖像的不同方法，如當物體圖像滿足條件“物體類型為**，顏色是**，紋理為**，灰度為**，等等”時，則先畫**，再畫**等等，編寫進程序或放進知識庫，作為三維重建時的繪制依據，但物體類型和細節千差萬別，三維重建不同的物體需要使用不同的方法，不可能做到事先把三維重建所有物體的方法都搜羅完全。