[發(fā)明專利]利用直射變換翹曲函數(shù)配準(zhǔn)第一和第二圖像的至少一個(gè)部分的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180069485.4
• 申請(qǐng)日: 2011-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN103597513B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·本希馬寧;D·庫爾茨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: METAIO有限公司
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T3/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 周磊

1.一種用于配準(zhǔn)第一圖像的至少一個(gè)部分和第二圖像的至少一個(gè)部分的方法，包括如下步驟：

a.提供真實(shí)環(huán)境的第一圖像（T）和關(guān)聯(lián)到第一圖像的坐標(biāo)系，

b.提供真實(shí)環(huán)境的第二圖像（I），

c.提供拍攝第二圖像（I）時(shí)拍攝裝置（D）相對(duì)于真實(shí)環(huán)境的取向（R）和/或距離（d1，d2，…，dN）的測(cè)量值，

d.從關(guān)聯(lián)到第二圖像（I）的至少一個(gè)部分的測(cè)量值確定直射變換翹曲函數(shù)（P），

e.通過應(yīng)用對(duì)應(yīng)的所確定直射變換翹曲函數(shù)（P）變換第二圖像（I）的至少一個(gè)部分，

f.確定第二翹曲函數(shù)（A），其用于利用圖像配準(zhǔn)方法配準(zhǔn)第二圖像的變換（Ip）的至少一個(gè)部分與第一圖像（T）的至少一個(gè)部分，以及

g.利用所述直射變換翹曲函數(shù)（P）和第二翹曲函數(shù)（A）配準(zhǔn)第二圖像（I）的至少一個(gè)部分和第一圖像（T）的至少一個(gè)部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中由慣性傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀、指南針或機(jī)械、電磁、聲學(xué)或光學(xué)跟蹤系統(tǒng)中的至少一種提供取向（R）的測(cè)量值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，由飛行時(shí)間攝像機(jī)、立體攝像機(jī)、無線電信號(hào)的三角測(cè)量、相位測(cè)量值的差異或使用基于結(jié)構(gòu)光的方法的裝置中的至少一種提供距離（d1，d2，…，dN）的測(cè)量值。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中取向（R）的測(cè)量值包括基于重力矢量（n）的測(cè)量值計(jì)算的二維旋轉(zhuǎn)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中第一圖像（T）的至少一個(gè)部分對(duì)應(yīng)于相對(duì)于實(shí)測(cè)重力矢量（n）處于已知取向的物理對(duì)象。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述直射變換翹曲函數(shù)（P）與相對(duì)于實(shí)測(cè)重力矢量（n）處在已知取向的虛像平面（VIP）相關(guān)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的一項(xiàng)所述的方法，其中取向（R）的測(cè)量值包括在拍攝裝置（D）拍攝第二圖像（I）時(shí)拍攝裝置相對(duì)于真實(shí)環(huán)境的三維旋轉(zhuǎn)。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中從取向（R）和/或距離（d1，d2，…，dN）的測(cè)量值，計(jì)算拍攝裝置（D）相對(duì)于與第一圖像相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系的取向，該取向用于在步驟d）中確定所述直射變換翹曲函數(shù)（P）。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述直射變換翹曲函數(shù)（P）與對(duì)準(zhǔn)到坐標(biāo)系的虛像平面（VIP）相關(guān)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中進(jìn)一步從距離的測(cè)量值，確定拍攝裝置（D）到物理對(duì)象的距離（d1，d2，…，dN），以計(jì)算拍攝裝置在坐標(biāo)系中的一維平移。

11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中的任一項(xiàng)所述的方法，其中從在第二圖像（I）中具有N個(gè)點(diǎn)的一組的距離（d1，d2，…，dN）的測(cè)量值確定所述取向，其中N至少為三。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中第一圖像（T）和/或第二圖像（I）是假設(shè)為逐片平面的對(duì)象的圖像。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中第二翹曲函數(shù)（A）是仿射翹曲函數(shù)。

14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述圖像配準(zhǔn)方法基于迭代求極小值過程，其中將第一圖像（T）中的第一組像素與第二圖像（I）中的計(jì)算組像素比較，該第二圖像中用于比較的計(jì)算組像素在每次迭代時(shí)變化。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述圖像配準(zhǔn)方法中的比較基于圖像強(qiáng)度差異。

16.根據(jù)權(quán)利要求14或15中的任一項(xiàng)所述的方法，其中將第二翹曲函數(shù)（A）的參數(shù)的初始估計(jì)值提供給迭代求極小值過程。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中利用拍攝第一圖像（T）和拍攝第二圖像（I）之間拍攝裝置（D）的運(yùn)動(dòng)估計(jì)值，確定第二翹曲函數(shù)（A）的參數(shù)的初始估計(jì)值。

18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟c）中

-進(jìn)一步提供至少第三圖像和關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系，并且

-第二圖像（I）至少部分包含第一圖像（T）的對(duì)象和至少第三圖像的對(duì)象，并且

-逐個(gè)針對(duì)第一圖像（I）和至少第三圖像執(zhí)行步驟d）-g）。