[發(fā)明專利]一種創(chuàng)建基于單目機(jī)器視覺距離圖的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010102000.4
• 申請(qǐng)日: 2010-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN101789123A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅軍;周燕;王新偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T5/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車載輔助駕駛系統(tǒng)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種創(chuàng)建 基于單目機(jī)器視覺距離圖的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前駕駛員輔助駕駛系統(tǒng)的研究多集中在晴好天氣下的車輛自動(dòng)駕 駛方面，對(duì)于惡劣天氣下的場(chǎng)景恢復(fù)的研究還很少；國(guó)內(nèi)外的圖像去霧研 究主要集中在以下幾種方式：1、直方圖均衡算法；2、基于色彩恒常理論 對(duì)圖像進(jìn)行去霧處理進(jìn)行顏色及對(duì)比度恢復(fù)；3、基于大氣散射模型的復(fù) 原方法。

其中，直方圖均衡算法是一種常用的簡(jiǎn)單而有效的增強(qiáng)方法，它以概 率論為基礎(chǔ)，通過灰度的映射來修正圖像的直方圖，使之具有平坦的分布。 薄塵霧退化圖像一般對(duì)比度較低，可以通過直方圖均衡擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。增 加對(duì)比度的直方圖增強(qiáng)方法可以說是經(jīng)典的圖像處理方法，該方法簡(jiǎn)單有 效，很多情況下，圖像通過直方圖增強(qiáng)就可以達(dá)到較滿意的效果，并且算 法實(shí)現(xiàn)比較容易，但因?yàn)橥嘶瘓D像的退化程度與場(chǎng)景的景深成指數(shù)關(guān)系， 故直方圖處理的效果不夠理想。

基于色彩恒常理論對(duì)圖像進(jìn)行去霧處理進(jìn)行顏色及對(duì)比度恢復(fù)。色彩 恒常理論對(duì)圖像去霧算法也可以在一定程度上提高霧天圖像的對(duì)比度，但 霧天圖像中景物影像對(duì)比度的降低與物體至相機(jī)的距離呈非線性遞增的 關(guān)系，場(chǎng)景點(diǎn)的景深不同，對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的退化程度也不同。因此，在實(shí)際處 理中存在圖像局部處理過度或處理不足等缺陷，無法對(duì)一幅圖像中不同場(chǎng) 景距離的景物進(jìn)行相應(yīng)的恢復(fù)。

基于大氣散射模型的復(fù)原方法。基于模型的方法處理圖像稱之為圖像 恢復(fù)，這類算法從圖像退化的物理機(jī)理著手，通過對(duì)不同距離下景物不同 程度衰減量的恢復(fù)可以真正得到恢復(fù)后的真實(shí)圖像。基于大氣散射模型去 霧的方法存在一個(gè)關(guān)鍵問題就是景物距離信息的獲取困難。目前已有的方 法是借助昂貴的雷達(dá)等測(cè)距設(shè)備，因此在系統(tǒng)普及性上存在很大的局限 性，因此景物深度信息的獲得方式成為霧天圖像恢復(fù)的關(guān)鍵因素。

此外，在夜間主動(dòng)照明條件下，氣溶膠粒子后向散射對(duì)成像產(chǎn)生嚴(yán)重 的影響，晝間大氣散射模型不再適用于夜間情況。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對(duì)汽車道路的特殊結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出了一種基于單目機(jī)器視覺的距 離圖創(chuàng)建方法，通過對(duì)車載攝像機(jī)的標(biāo)定，建立場(chǎng)景與CCD靶面的對(duì)應(yīng) 關(guān)系，解決模型去霧時(shí)距離圖創(chuàng)建困難，距離測(cè)量設(shè)備昂貴的問題。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種創(chuàng)建基于單目機(jī)器視覺距離圖的方法，該方法包括：

對(duì)車載攝相機(jī)采集的圖像進(jìn)行紅色分量提取，得到基于單目機(jī)器視覺 距離圖的基準(zhǔn)圖像；

利用邊緣檢測(cè)算子對(duì)該基準(zhǔn)圖像進(jìn)行邊界檢測(cè)，再對(duì)邊界中的間斷點(diǎn) 作Hough變換檢測(cè)出邊界線；

對(duì)上述邊界檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行Hough變換找到圖像中存在的直線，然后 對(duì)接近消失點(diǎn)的多條直線的端點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)加權(quán)，將檢測(cè)到的一組直線的列 坐標(biāo)平均值作為攝像機(jī)光軸消失點(diǎn)列坐標(biāo)，行坐標(biāo)平均值作為消失線的行 坐標(biāo)位置；

分別從光軸投影線開始向兩側(cè)邊界填充距離信息，對(duì)消失線以遠(yuǎn)的景 物進(jìn)行近似處理，排除遠(yuǎn)距離誤差對(duì)去霧處理的影響，得到場(chǎng)景距離深度 圖。

上述方案中，所述利用邊緣檢測(cè)算子對(duì)該基準(zhǔn)圖像進(jìn)行邊界檢測(cè)的步 驟之前，進(jìn)一步包括：對(duì)該基準(zhǔn)圖像進(jìn)行平滑濾波處理來消除噪聲。

上述方案中，所述利用邊緣檢測(cè)算子對(duì)該基準(zhǔn)圖像進(jìn)行邊界檢測(cè)的過 程是將原始圖像與平滑濾波脈沖響應(yīng)一階微分卷積運(yùn)算的過程。

上述方案中，所述對(duì)邊界中的間斷點(diǎn)作Hough變換檢測(cè)出邊界線的步 驟中，邊界線的位置決定了感興趣區(qū)域的大小。

上述方案中，所述對(duì)接近消失點(diǎn)的多條直線的端點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)加權(quán)的步 驟中，越接近圖像中心的行坐標(biāo)與列坐標(biāo)的權(quán)值越大。

上述方案中，所述分別從光軸投影線開始向兩側(cè)邊界填充距離信息的 步驟中，假設(shè)車輛前方的區(qū)域?yàn)榈缆穮^(qū)域，從圖像的底部中間開始，向左 右兩邊分別搜索，將最先遇到的邊界區(qū)域作為道路邊界區(qū)域。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的創(chuàng)建基于單目機(jī)器視覺距離圖的方法，通過對(duì)車載 攝像機(jī)的標(biāo)定，建立了場(chǎng)景與CCD靶面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，解決了模型去霧時(shí)距 離圖創(chuàng)建困難，距離測(cè)量設(shè)備昂貴的問題。