[發明專利]具體用于裝置的基于視覺的定位的圖像處理方法

有效

• 申請號: 201380049204.8
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104704384B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 彼得·梅耶爾;塞麗姆·本希馬寧
• 申請（專利權）人: METAIO有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G01S5/16;G06T7/00;H04N5/232;G06K9/00;G06T5/00;G01S19/53
• 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: 羅亞男

本發明涉及一種具體用于裝置的基于視覺的定位的圖像處理方法，該方法包括，提供至少一個對象或該至少一個對象的至少一部分的至少一個圖像。本發明還涉及一種包括軟件代碼部分或硬件加速處理單元的計算機程序產品，用于執行所述方法。

包括對來自圖像的信息進行濾波和提取的圖像處理是解決更高級問題所需的關鍵工具，諸如但不限于，計算機視覺、機器學習、機器人或普通圖像增強的領域。許多實例中的一個是檢測可包含已知對象或已知對象的一部分的圖像中的邊緣，其可以用于將這些邊緣與已知對象的邊緣匹配，其中已知對象與參考坐標系相關聯。基于圖像中的邊緣與對象本身之間的匹配，用來捕獲圖像的相機可相對于已知對象的參考坐標系定位。

可以以不同的方式，諸如但不限于形態學算子和基于內核(kernels)的卷積，并且通過對早期或并行處理步驟的中間結果的應用或組合相同或不同的處理步驟、濾波或提取方法來進行對來自圖像的信息的圖像處理、濾波和提取。信息的圖像處理、濾波和提取可以進行，但不限于執行、分析、提取或創建強度、梯度、導數、邊緣、線條、區段、拐角、特征、平滑、模糊、變換、去噪、銳化、侵蝕和/或擴張。除了各向同性的圖像處理、濾波或提取方法外，某些方法是各向異性的，諸如但不限于1D或圖像軸線對準的卷積內核，例如梯度濾波器，(像是已知的Sobel、Prewitt或Scharr濾波器)，其利用圖像軸線對準的卷積內核，這意味著通常這些內核提取圖像的圖像水平或圖像垂直梯度。各向同性的圖像處理、濾波或提取方法也可適于是各向異性的，例如通過利用1D卷積內核，而不是2D卷積內核，例如用于平滑卷積內核。

本文中存在以下類型的用于圖像處理的標準方法：

在圖像處理方法的圖像處理算子包括圖像邊緣檢測的情況下，通常圖像梯度計算包括，應用圖像濾波器(諸如Sobel、Prewitt或Scharr濾波器)，其具有與圖像軸線對準的內核。這意味著，通常這些內核產生圖像水平的或圖像垂直的梯度(見圖3中的上排A)。這些方法不考慮關于一些自由度的任何附加信息(如果有的話)，因此，它們本身不能檢測到關于已知方向的任何的對象性質，諸如重力對準邊緣。

如果根據基于這些圖像的軸線對準的內核的濾波器，特定方向的邊緣，諸如圖像中的重力對準邊緣需要被濾波，可以應用圖像軸線對準的濾波器的早期結果的附加后處理。例如，可以基于用于該點的圖像水平和圖像垂直的梯度來計算圖像中的每個邊緣點的方向。最后，可將圖像中的每個像素的邊緣方向與圖像中的投射重力方向對比。這意味著，對于此方法，圖像水平和圖像垂直的梯度需要預先通過應用軸線對準的內核兩者來計算，并且需要應用該對比的附加后處理步驟。這將使這種方法中計算上更昂貴。

第二種方法利用關于某些自由度的附加信息，其首先調整整個圖像以與該附加信息對準(參見圖4)。例如，在約束圖像處理方法以計算重力對準數據的情況下，可以首先校正整個圖像，使得一個圖像軸線與圖像中的投射重力矢量對準，之后，可以應用圖像軸線對準的圖像處理。在梯度濾波器的情況下，這將產生重力對準梯度。該第二種方法具有兩個缺點：第一，圖像濾波器不再在原始圖像上進行處理，并且因此，最終濾波器的結果取決于所執行的校正方法的中間結果；第二，校正本身是需要的，因此該方法在計算上比在原始圖像上直接進行處理的方法更昂貴。

因此，有益的是，提供一種圖像處理方法，該方法在其結果質量和處理速度方面能夠提供更有效的結果。

根據一方面，提供一種圖像處理方法，包括以下步驟：提供至少一個對象或該至少一個對象的一部分的至少一個圖像，并提供與圖像相關的坐標系；提供該坐標系中的至少一個自由度或該坐標系中的至少一個傳感器數據；以及計算由至少一個自由度或至少一個傳感器數據約束或對準的至少一個圖像或至少一個圖像的至少一部分的圖像數據。