[發明專利]一種基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法

有效

• 申請號: 201911298577.4
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111010558B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 徐愛俊;楊紅
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: H04N13/271
• 分類號: H04N13/271;H04N13/106
• 代理公司: 北京安瑞克專利代理事務所(特殊普通合伙) 11902
• 代理人: 焦麗

1.一種基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、以待處理立木為中心，輕微移動拍攝裝置拍攝小運動短視頻；

步驟2、選取小運動短視頻的首幀作為參考立木圖像，利用Graph Cut立木分割算法對所述參考立木圖像進行前后背景標注，得到立木分割圖像；

步驟3、提取所述立木分割圖像、立木圖像的亞像素角點，得到特征點；

其中，所述步驟3的過程具體為：

利用高斯模型構建角點的函數模型M，如下式1所示，對所述立木分割圖像、立木圖像分別進行亞像素角點檢測：

其中，X＝(x,y)^T表示立木圖像像素的位置；θ＝(A,B,σ,μ,ν)^T是立木圖像中點的參數模型，A為背景強烈程度，B為亮區域中的強烈程度的峰值，(μ,ν)為亮區域中峰值所在的位置，σ為高斯模型方差；

然后最小化點與對應像素位置I(X)的強度誤差E(θ)，獲得峰值所在位置，即為亞像素角點的位置，E(θ)用如下公式表示為：

在獲得特征點后，采用光流法進行特征點跟蹤，每次跟蹤都是前一幀和后一幀雙向執行，以剔除大于0.1像素的雙向誤差的異常值特征點，從而得到最終的特征點；

步驟4、然后跟蹤匹配所述特征點剔除誤差點后，利用光束法平差獲得拍攝裝置的參數，并根據所得到參數對小運動短視頻圖像序列畸變矯正；

步驟5、再利用平面掃描法進行密集立體匹配，得到初始化的立木深度圖；

步驟6、然后根據圖像塊之間的相似性，對初始化的立木深度圖聯合濾波，去除異常像素值，填充空洞，去噪后得到最終的立木深度圖。

2.根據權利要求1所述基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法，其特征在于，在步驟4中，具體采用基于D-U徑向畸變模型的光束法平差逆深度參數化特征點，將畸變圖像中的點直接映射到非畸變圖像上；

然后最小化真實三維空間點在非畸變圖像平面上的投影和重投影的差值，采用最小二乘法迭代調整優化拍攝裝置的參數。

3.根據權利要求1所述基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法，其特征在于，在所述步驟5中，所述平面掃描法的過程具體為：

所述平面掃描法將深度范圍劃分為多個虛擬平面，則空間中立木上一點M必定位于虛擬平面中的其中一個平面上；

同時，所有可觀測到點M的視點，觀察點M的信息必然一致；若點N與M在同一個平面上，點N可從所有視點被觀測到，但觀測到的并不是同樣的顏色，則點N即在錯誤的掃描深度。