[發(fā)明專利]一種基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210150207.8
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102682477A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 劉天亮;焦增濤;王亮;莫一鳴;朱秀昌
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

1.一種基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A、獲取所述規(guī)則場景的一組不同視點下拍攝的二維圖像，并根據(jù)所獲取的圖像，利用PMVS算法計算該規(guī)則場景的三維空間有向點云；

步驟B、對三維空間有向點的方向進行無監(jiān)督聚類，所得到的若干聚類中心方向即為三維空間顯著平面法線方向；

步驟C、根據(jù)所得到的三維空間顯著平面法線方向，以及三維空間有向點云集合中各點坐標信息，計算這些三維空間有向點云在既得三維空間顯著平面法線方向上的相應的投影位置，根據(jù)點云投影位置的分布情況估計平面在法線方向上的位置偏移，從而得到三維空間顯著平面的位置偏移量；

步驟D、分別對各二維圖像進行預分割，并對分段區(qū)域邊緣做平滑處理，獲得各二維圖像的區(qū)域分段信息；

步驟E、以三維空間顯著平面為標注，圖像預分割得到的分段區(qū)域為節(jié)點，構建馬爾科夫隨機場模型，并對該模型進行全局優(yōu)化求解，得到最優(yōu)標注情況，進而得到各個視圖中相應的分段共面深度信息。

2.如權利要求1所述基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法，其特征在于，步驟D中使用分水嶺算法進行各二維圖像的預分割。

3.如權利要求1所述基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法，其特征在于，步驟D中使用Douglas-Peucker算法對分段區(qū)域邊緣做平滑處理。

4.如權利要求1所述基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法，其特征在于，所述馬爾科夫隨機場模型的具體公示表達如下：

????

其中，P為關于給定的某個規(guī)則場景的一組三維平面集合,?E代表某個馬爾科夫隨機場模型中相應的負對數(shù)似然后驗概率分布，l表示這組三維平面集合對應的標注；

式中第一項為數(shù)據(jù)項，表示將三維平面標注l_s賦給某分段區(qū)域?s?的代價；score(s)表示該分段區(qū)域?s?的得分，通過以下方法得到：對該分段區(qū)域?s?中所有像素都計算其對應的歸一化互相關系數(shù)，取其中歸一化互相關系數(shù)最高的一半像素的歸一化互相關系數(shù)的平均值作為該分段區(qū)域?s?的得分score(s)；系數(shù)σ為一個調節(jié)參數(shù)；

式中第二項為平滑項，用于衡量標注分配之后相鄰節(jié)點之間平滑程度的代價，即三維平面標注l_s和l_s’同時賦給兩個鄰近節(jié)點分段區(qū)域s和s’?的代價度量；N表示具有相鄰關系的兩個分段區(qū)域對的集合；(p,?p')?表示賦予相鄰分割區(qū)域的標注所代表的三維顯著平面對；?norm(p)表示三維顯著平面p的法線方向；θ表示一個飽和參數(shù)；?X?表示從當前視圖攝像機中心出發(fā)，通過像素?x?的反投影視線與三維顯著平面的交點；N_s為三維顯著平面的法向方向；Δs?為三維顯著平面離三維坐標原點的偏移量；為線性因子。

5.如權利要求4所述基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法，其特征在于，所述飽和參數(shù)θ的值為0.8。

6.如權利要求4所述基于結構先驗的規(guī)則場景三維信息提取方法，其特征在于，的取值為2。