[發明專利]一種基于顏色恒常性的亞像素棋盤格角點檢測方法

有效

• 申請號: 201711278446.0
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108010087B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 劉家朋
• 申請（專利權）人: 上海匯像信息技術有限公司
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/00;G06T7/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于圖像增強與特征檢測技術領域，具體涉及到三維測量領域中相機標定的相關技術。一種基于顏色恒常性的亞像素棋盤格角點檢測方法，包括如下步驟：步驟a，提出一個具有顏色恒常性的Harris角點檢測子，步驟b，提出一個具有光照與顏色偏移不變性的亞像素精度角點檢測方法。由于采用上述技術特征，本發明相對于光照與顏色變化能夠得到幾乎完全相同的像素精度角點位置。

技術領域

本發明屬于圖像增強與特征檢測技術領域，具體涉及到三維測量領域中相機標定的相關技術。

背景技術

用于相機標定的圖像增強與特征檢測技術是為了克服光照強度變化與圖像中大的動態范圍對檢測的特征點位置精確性的影響，使得相機標定能夠適應于復雜的光照條件，因此具有非常重要的意義。顏色恒常性是模擬人類視覺的顏色知覺恒常性，是指當物體表面的光照發生變化時人眼對顏色的知覺保持不變的特性。由此可見，顏色恒常性能夠克服光照變化對棋盤格角點檢測的影響。

基于比爾-朗伯特定律，兩種不同光照形成的圖像可以通過對角矩陣進行轉換，也就是說采用Von Kries對角矩陣變換模型可以得到具有顏色恒常性的標準圖像。由此可見，圖像顏色恒常性問題就轉變為尋找輸入圖像光照值的問題。但是，在不能精確標定光照信息條件下只能憑借對外界環境的假設來估算光照的數值。在現有的顏色恒常性方法中，Retinex得到廣泛認可。Retinex是視網膜(Retina)和大腦皮層(Cortex)的縮寫，由Land等通過模擬人眼的顏色恒常性機理提出的一個關于人類視覺系統如何調節感知物體顏色和亮度的模型。經典的Retinex算法包括：單尺度的Retinex算法，多尺度的Retinex算法，McCann的Retinex算法等。最近幾年Retinex算法又有新的發展，出現了基于字典學習的Retinex方法與基于分裂與合并的多尺度Retinex方法。

常用的棋盤格角點提取方法有：基于邊界的角點定位方法，類似于Harris角點檢測子的檢測方法，二次多項式擬合方法等。上述棋盤格角點檢測方法一般可以分為兩步：在第一步采用傳統的角點檢測方法提取角點，在第二步采用亞像素角點檢測方法改進檢測精度。對于高精度相機標定來說，在各種傳統的角點檢測方法中Harris角點檢測子被認為是最好的，二次曲面擬合被認為能夠檢測到具有透視變換不變性與畸變變換不變性的亞像素精度的角點。然而，在第一步檢測的Harris角點位置會隨著表面光照的變化而變化，在第二步采用二次曲面擬合提取亞像素精度角點同樣會受表面光照變化影響。大量的生物視覺試驗表明，人眼視覺的顏色恒常性機制能夠很好地克服光照變化對特征檢測的影響。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于顏色恒常性的亞像素棋盤格角點檢測方法，解決以上技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種基于顏色恒常性的亞像素棋盤格角點檢測方法，包括如下步驟：

步驟a，提出一個具有顏色恒常性的Harris角點檢測子：

首先，采用下式對圖像的顏色空間進行歸一化，使得標定板圖像相對于光照與顏色偏移具有不變性：

其中，(R,G,B)表示彩色圖像的三個顏色通道，(μ_R,μ_G,μ_B)表示圖像中三個顏色通道的均值，(σ_R,σ_G,σ_B)表示圖像中三個顏色通道的方差；

其次，采用基于Retinex的Harris角點檢測子從具有光照與顏色偏移不變性的圖像中提取Harris角點，用于提取Harris角點的結構張量矩陣的計算公式如下，

其中I(x,y)表示圖像函數，a＝I(x,y)*G(x,y)表示圖像函數的高斯卷積，b＝I(x,y)；