[發明專利]一種復雜場景下感興趣區域內目標快速測距方法

有效

• 申請號: 201810057506.4
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108399630B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 高立寧;張俊青;梁小偉;章菲菲
• 申請（專利權）人: 北京理工雷科電子信息技術有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;G06T7/11;G06T7/66
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 劉芳;仇蕾安

本發明公開了一種復雜場景下感興趣區域內目標快速測距方法，該方法對于雙目相機得到的雙目圖像進行如下處理：先在左圖像中點選感興趣區域，以點選點為中心截取感興趣區域圖像img；對感興趣區域進行高斯濾波，對濾波后的圖像求梯度圖，在梯度圖基礎上進行分水嶺分割操作，對分割后的提取的區域進行連通域標記，求得連通域質心點；利用歸一化互相關匹配原理，對左圖中提取出的質心點在右圖像中進行同名點匹配；最后將匹配到的同名點對分別帶入距離計算公式，計算目標距離；重復以上步驟，可對感興趣區域內移動的目標物體進行實時距離測算。本發明采用了將分水嶺分割與歸一化互相關匹配相結合的技術，實現了感興趣區域內移動目標的測距功能。

技術領域

本發明屬于圖像處理與立體視覺技術領域，具體涉及一種復雜場景下感興趣區域內目標快速測距方法。

背景技術

視覺是人類觀察世界、認知世界的重要手段，約80％的信息是由視覺獲取的。機器視覺是研究用計算機模擬生物外顯或視覺功能的科學和技術，雙目立體視覺是機器視覺中的重要形式之一，距離測量作為障礙物檢測以及路徑規劃的前提和基礎是雙目立體視覺測距的重要應用之一。

雙目立體視覺測距方法，具有信息豐富、探測距離廣等優點，可通過左右相機提供的圖像信息能夠比較準地恢復出視場內的三維信息，但由于視差的存在，使得雙目立體視覺測距存在左右圖像同名點難于匹配的問題。近幾年，很多學者提出了許多立體匹配算法，有些匹配精度很高，但適用場景比較固定，有些以增加計算量提高匹配精度，同樣不具有通用性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種復雜場景下感興趣區域內目標快速測距方法，該方法能夠很好解決雙目立體視覺測距中由于視差存在而導致的左右圖像同名點難于匹配的問題。本發明計算代價小，效率高，同名點提取準確率高，對實時性要求較高的場景，如雙目實時測距系統，有一定參考。

實施本發明的技術方案如下：

一種復雜場景下感興趣區域內目標快速測距方法，具體過程為：

步驟1、利用成像設備獲得被測區域雙目圖像，雙目圖像中包含左圖像和右圖像；

步驟2、在左圖像中選取感興趣區域，并截取感興趣區域的圖像img；

步驟3、對步驟2中截取的圖像img進行區域分割，獲得多個分割區域，每個分割區域都包含一個目標，提取各分割區域的質心點作為目標的質心點，獲得這些質心點的坐標；

步驟4、選取一質心點，設該質心點的坐標為(xl，yl)，利用歸一化互相關匹配原理，在右圖像中對左圖像中的質心點(xl，yl)進行同名點匹配，得到右圖像中一點的坐標(xr，yr)，該點為點(xl，yl)在右圖像中對應的同名點；

步驟5、將提取出的左、右圖像的同名點坐標(xl，yl)與(xr，yr)代入雙目距離計算公式，計算成像設備到目標的距離；

步驟6、重復步驟4和5，直到感興趣區域內所有提取出的質心點均求得同名點，就能獲得成像設備到感興趣區域內所有目標的距離。

進一步的，步驟3具體為：

1)對圖像img進行t倍的降采樣，得到圖像img1，所述具體倍數t依實際場景而定；

2)對圖像img1進行高斯濾波，并求濾波后的梯度圖g；

3)對梯度圖g做分水嶺分割，并求出所有分割區域的質心點坐標。

進一步的，步驟4具體為：

1)選取一質心點，設該質心點的坐標為(xl，yl)；

2)以質心點的坐標(xl，yl)為中心在左圖像中截取m1*n1大小區域imgL做匹配模板，其中m1、n1依實際場景而定；