[發明專利]一種人工場景圖像消失點檢測方法

在審

• 申請號: 201410713552.7
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104392451A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 王敏;陳肖
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 婁嘉寧

技術領域

本發明屬于計算機視覺領域的三維透視分析，特別涉及一種人工場景圖像消失點檢測方法。

背景技術

三維空間中平行的直線映射到圖像中時，往往會相交于一點(有可能是無限遠的)，這個點就稱為消失點。位于同一平面的消失點定義了一條線，叫做消失線。消失點與消失線為推斷三維場景的結構提供了重要線索。人工場景(如道路、建筑、人行橫道等)包含了豐富的三維空間平行線信息，這些三維空間平行線在映射的到二維圖像產生的交點，為我們求取消失點的位置提供了方便的條件。

連通區域算法對圖像進行直線檢測是一種常見的方法，該方法不僅有著高效、準確率高的特點，而且能夠方便的得到檢測線段的長度，容易過濾掉長度較短的線段。

傳統的消失點檢測算法往往是基于二維霍夫參數空間的，復雜度高，效率低。

發明內容

發明目的：針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種有效降低了方法的復雜度，提高了檢測效率和準確率的人工場景圖像消失點檢測方法。

發明內容：本發明提供了一種人工場景圖像消失點檢測方法，包括以下步驟：

步驟10，采集人工場景圖像數據；

步驟20，對步驟10得到的人工場景圖像數據進行高斯濾波，得到高斯濾波圖像；

步驟30，在步驟20得到的高斯濾波圖像中，利用連通區域算法檢測出圖像的較長的直線邊緣,所述較長的直線邊緣為長度超過圖像高度和寬度二者中較小值的5％的線段；

步驟40，根據步驟30中獲取的長線段延長線交點的分布，對長線段進行分組；

步驟50，確定三向消失點角度；

步驟60，根據步驟50中三向消失點的角度，求得焦距大小；

步驟70，確定消失點位置。

進一步，步驟30中，所述較長的直線邊緣的檢測方法，包括如下步驟：

步驟301：利用Canny算子對高斯濾波圖像進行邊緣檢測；

步驟302：步驟301中得到的Canny邊緣對應位置對高斯濾波圖像進行求導，獲取高斯濾波圖像的梯度下降方向；

步驟303：將梯度下降方向量化為多個區域，為每個區域定義一個標簽，對步驟302中得到的Canny邊緣每個像素的梯度下降方向貼上對應的標簽。

步驟304：利用連通區域算法，將步驟303中有著同樣標簽的Canny邊緣組合在一起，得到全部線段。

步驟305：根據實際需要，設置閾值，過濾掉步驟304中過短的線段。

進一步，步驟40中，所述對長線段進行分組的方法，包括如下步驟：

步驟401：延長全部線段，獲取全部線段間交點；

步驟402：設圖像中心為原點，按照步驟402中的全部交點到原點的角坐標進行直方圖統計；

步驟403：對步驟402中的直方圖進行高斯濾波平滑處理；

步驟404：計算步驟403中得到直方圖的曲率，根據曲率過零點位置劃分峰值區域；

步驟405：若步驟404中峰值區域個數小于等于3，則停止分組；若峰值區域個數大于3，則計算相鄰峰值區域中心間距，若中心間距超過閾值，則舍棄包含線段少的組；若中心間距不超過閾值，則合并兩小組；重復以上過程，直到剩下的3組。

工作原理：本發明提出了一種人工場景圖像消失點檢測方法，本發明利用人工場景圖像的長線段信息，通過對線段交點位置的對直線進行分組，并借助組內線段交點進行焦距的估計，最終得到消失點的位置。

有益效果：與現有技術相比，本發明快速高效，有效提高了檢測效率和檢測的準確率。為場景圖像的三維結構分析打下良好的基礎。

附圖說明

圖1是本發明的一種人工場景圖像消失點檢測方法的流程圖；

圖2是本發明中梯度下降方向標簽示意圖；

圖3是本發明中連通區域示意圖；

圖4是本發明中所述較長的直線邊緣的檢測方法流程圖；

圖5是本發明中對長線段進行分組的過程的流程圖；

圖6是YorkUrban數據集上分別采用EM算法和本發明提供的方法的測試結果對比圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明進行詳細說明。

如圖1所示，本發明的一種人工場景圖像消失點檢測方法，其步驟如下：

步驟10：采集人工場景圖像數據；

采集一幅人工場景圖像，主要包含了豐富的三維空間平行線信息的圖像，比如道路、建筑、人行橫道等等。