[發明專利]一種三維場景信息獲取方法和裝置無效

申請號：	201110241798.5	申請日：	2011-08-22
公開（公告）號：	CN102956031A	公開（公告）日：	2013-03-06
發明（設計）人：	程懿遠;王嘉;鮑東山	申請（專利權）人：	北京新岸線移動多媒體技術有限公司
主分類號：	G06T7/00	分類號：	G06T7/00;G06T15/00
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種三維場景信息獲取方法裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及三維視覺處理技術，尤其涉及一種三維場景信息獲取方法和裝置。

背景技術

雙目立體視覺技術的基本原理是從兩個或多個視點觀察同一景物，以獲取物體在不同視角下的圖像，通過三角測量原理計算圖像像素間的位置偏差(即視差)來獲得三維信息。一個完整的立體視覺系統包括圖像獲取、攝像機標定、特征提取、立體匹配、三維信息恢復及后繼處理等。其中，特征提取和立體匹配是立體視覺中的關鍵技術，也是難點，其結果的好壞嚴重影響后繼三維信息恢復的精度。?

立體匹配是尋找同一空間景物在不同視點下投影圖像中像素間的一一對應關系。與普通的圖像模板匹配不同，立體匹配是在兩幅或多幅存在視點差異、幾何和灰度畸變以及噪聲干擾的圖像對之間進行的，不存在任何標準模板。當空間三維場景被投影為二維圖像時，受場景中諸多因素，如光照條件、景物幾何形狀和物理特性、噪聲干擾和畸變及攝像機特性等的影響，同一景物在不同視點下的圖像會有很大不同，要準確地對包含了如此多不利因素的圖像進行無歧義的匹配，是頗為困難的。?

根據匹配基元的不同，立體視覺匹配算法通常分為三大類：基于區域匹配，基于特征匹配和基于相位匹配。這三類算法因匹配基元的不同，判斷對應點匹配的理論依據也有所不同，但他們之間還是存在有一些共有的約束條件。這些約束條件包括Marr提出的最基本的物理約束：唯一性約束、相容性約束和連續性約束，以及在三個基本約束的基礎上引申出的一些特定的匹配控制約束。這些匹配約束的運用不僅可以提高匹配的準確性，而且還可以降低匹配的工作量，提高匹配速度，從而使得立體視覺測量系統符合實際應用。

雙目立體視覺技術在特征提取以及圖像匹配階段，現有技術中，可以歸納為根據一定范圍內的顏色信息或者梯度信息作為該點的特征向量，在左右兩個視角中尋找特征向量相似的點，作為匹配點。但在現有技術中，有兩種情況是從技術角度無法解決的：1、無紋理區域（顏色沒有差異的區域，如白墻）：該區域內顏色均勻、無梯度信息，所以無法提取出有效的特征向量進行匹配；2、重復紋理區域（顏色重復變化的區域，如針織品的重復印花）：該區域內可以提取出有效的特征向量，但是由于其重復性，存在多點具有相同的特征向量，在匹配階段，由于特征向量相同，而造成匹配錯誤。

發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種三維場景信息獲取方法和裝置。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵／重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

本發明的一方面是提供一種三維場景信息獲取方法，通過雙目立體視覺技術采集場景圖像，包括：

在三維場景內添加非重復紋理；

采集包括所述非重復紋理在內的三維場景圖像，對待定特征點周圍圖像進行像素特征提取；

匹配左右兩幅圖像的待定特征點，確定特征點，獲得該特征點的三維信息。

在一種可選的實施方式中，所述在三維場景內添加非重復紋理是投影陰影、添加激光、或者添加紅外光的非重復紋理。

在一種可選的實施方式中，所述像素特征提取是對左右兩幅圖像分別通過像素亮度和/或梯度信息提取圖像特征。

在一種可選的實施方式中，所述匹配左右兩幅圖像的待定特征點是根據特征提取的圖像特征，對一幅圖像中的任一待定特征點，在另一幅圖像中找到其對應點，形成匹配映射關系。

本發明的而另一方面是提供一種三維場景信息獲取單元，包括：

投影單元：在三維場景內添加非重復紋理；

采集單元：采集包括所述非重復紋理在內的三維場景圖像，對待定特征點周圍圖像進行像素特征提取；