[發(fā)明專利]針對視頻圖像的豎直方向滅點檢測方法及視頻扭正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810659779.6
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN108961182B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 英向華;佟新;石永杰;張單楓;文敬司;查紅彬
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/40
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

1.一種針對視頻圖像的豎直方向滅點檢測方法，包括如下步驟：

1)提取圖像中的線段：對于每一幀圖像，將圖像轉化成灰度圖像，使用LSD方法提取圖像中的線段，只保留與豎直方向夾角在設定范圍內的線段；

2)變換到對偶空間：將步驟1)中保留的線段表示為ρ-θ對偶空間中帶權重的點，θ代表原點到線段所在直線的垂線與x軸所成夾角，ρ表示原點到線段所在直線距離，權重值為圖像坐標系下線段的長度；

3)在對偶空間做直線擬合，并對直線進行修正：使用帶權重的RANSAC方法在對偶空間中擬合直線，每一條直線的置信度score通過式1計算得到：

其中，P為內點集合，value_i為第i個內點的權重；對內點使用最小二乘法對直線進行修正；

4)計算得到豎直方向滅點坐標：根據(jù)修正后的直線求解豎直方向滅點坐標；

假設擬合直線為滅點對應三角函數(shù)的切線，滅點的圖像坐標表示為式2：

其中，(x,y)為滅點的圖像坐標，(θ₀,ρ₀)為對偶空間中切點的坐標，k為對偶空間中切線斜率；

通過上述步驟，得到豎直方向滅點坐標，實現(xiàn)圖像豎直方向的滅點檢測。

2.如權利要求1所述針對視頻圖像的豎直方向滅點檢測方法，其特征是，步驟1)與豎直方向夾角為

3.一種視頻扭正方法，首先將視頻逐幀分離成圖像集；然后通過豎直方向滅點檢測方法獲得豎直方向滅點坐標信息；再利用豎直方向滅點坐標信息，計算圖像變換的單應矩陣；最后將變換后的圖像集合生成新視頻；包括：提取圖像階段、豎直方向滅點檢測階段、圖像扭正階段和視頻合成階段：

A)在提取圖像階段，將視頻數(shù)據(jù)逐幀分離成圖像集；

B)豎直方向滅點檢測階段通過豎直方向滅點檢測方法獲得豎直方向滅點坐標信息，包括直線段提取、變換到ρ-θ對偶空間、對偶空間中直線擬合和計算豎直方向滅點坐標；包括如下步驟：

B1)提取圖像中的線段：對于每一幀圖像，將圖像轉化成灰度圖像，使用LSD方法提取圖像中的線段，只保留與豎直方向夾角在設定范圍內的線段；

B2)變換到對偶空間：將步驟B1)中保留的線段表示為ρ-θ對偶空間中帶權重的點，θ代表原點到線段所在直線的垂線與x軸所成夾角，ρ表示原點到線段所在直線距離，權重值為圖像坐標系下線段的長度；

B3)通過對偶空間的直線擬合，對直線進行修正：使用帶權重的RANSAC方法在對偶空間中擬合直線，每一條直線的置信度score通過式1計算得到：

其中，P為內點集合，value_i為第i個內點的權重；對內點使用最小二乘法對直線進行修正；

B4)計算得到豎直方向滅點坐標：根據(jù)修正后的直線求解豎直方向滅點坐標；

假設擬合直線為滅點對應三角函數(shù)的切線，滅點的圖像坐標表示為式2：

其中，(x,y)為滅點的圖像坐標，(θ₀,ρ₀)為對偶空間中切點的坐標，k為對偶空間中切線斜率；

通過上述步驟，得到豎直方向滅點坐標；

C)圖像扭正階段，包括如下步驟：

C1)計算旋轉角度，旋轉圖像；

通過滅點坐標計算滅點與圖像中心的連線與豎直方向的夾角，旋轉圖像，使得豎直方向滅點位于圖像中心正上方；

C2)進行射影變換：根據(jù)豎直方向滅點信息計算單應矩陣，對圖像進行射影變換；

利用單應矩陣對旋轉后的圖像進行射影變換，表示為：

p′＝Hp

其中，p為變換前點的齊次坐標，p′為變換后點的齊次坐標，H為單應矩陣；

D)視頻合成階段，將扭正后的圖像集合成，得到新的視頻。

4.如權利要求3所述視頻扭正方法，其特征是，步驟B1)與豎直方向夾角為

5.如權利要求3所述視頻扭正方法，其特征是，步驟C1)中，旋轉角度α具體表示為：

其中，(x,y)為滅點的圖像坐標；(x_mid,y_mid)為圖像中心坐標。