[發明專利]利用直射變換翹曲函數配準第一和第二圖像的至少一個部分的方法

有效

• 申請號: 201180069485.4
• 申請日: 2011-03-23
• 公開（公告）號: CN103597513B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: S·本希馬寧;D·庫爾茨
• 申請（專利權）人: METAIO有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 周磊

本發明涉及一種利用直射變換翹曲函數（collineation?warping?function）配準第一和第二圖像的至少一個部分的方法。此外，本發明涉及一種包括用于實施該方法的軟件代碼段的計算機程序產品。

在諸如增強現實（AR）應用的計算機視覺應用中常常需要上述方法。例如，給定第一圖像T為模板圖像，計算機視覺領域中的很多應用要求在空間上將第二圖像I，即當前攝像機圖像的至少一部分與模板圖像配準。范例包括全景拼合和攝像機姿態估計，例如對于視頻透視增強現實應用。假設沒有任何透鏡畸變的完美針孔攝像機，從對應于平面表面的模板任何部分到其在當前攝像機圖像中的對應位置的變換由3D平移、隨后的3D旋轉、最后的圖像平面上的透視的投影構成。可以利用表示模板中2D點和攝像機圖像中2D對應點之間的透視變換的直射變換W完整描述這種變換。

常常由可逆的（3×3）矩陣表示直射變換。取決于比例來定義矩陣，其具有八個自由度，可以寫作：

W=

[p1p2p3]

[p4p5p6]

[p7p81]

直射變換定義一對一和向上翹曲（onto?warping）。直射變換翹曲函數如下將來自第一圖像的點x=[u，v]變換成第二圖像中的點x'=[u'，v']：

u'=(p1u+p2v+p3)/(p7u+p8v+1)

v'=(p4u+p5v+p6)/(p7u+p8v+1)

這樣的翹曲保持了共線性、并發性、接觸度和交比（cross?ratio）。每個翹曲點有兩次除法，使得翹曲在計算成本方面很昂貴。

在對應矩陣的項p7和p8等于零時，直射變換翹曲被稱為仿射翹曲。因此直射變換能夠被表示為矩陣A=

[p1p2p3]

[P4p5p6]

[001]因此，仿射翹曲函數如下將來自第一圖像的點x=[u，v]變換成第二圖像中的點x'=[u'，v']：

u'=p1u+p2v+p3

v'=p4u+p5v+p6

注意，在這種情況下，用于仿射翹曲運算的次數低于標準直射變換翹曲函數的運算次數。特別地，由于在仿射翹曲函數中沒有除法，所以在計算能力有限的裝置上要快得多。

此外，仿射翹曲保持了平行性和距離比等。

在采集第一和第二圖像，使得圖像平面平行于特定平面表面時，那么對應于該平面表面的直射變換翹曲為仿射翹曲。

在現有技術中，本領域中公開了以下參考文獻：

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