[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

本發明公開了一種基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法，首先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；選取小運動短視頻的首幀作為參考立木圖像，利用Graph Cut立木分割算法對立木圖像進行前后背景標注，得到立木分割圖像；提取亞像素角點，得到特征點；跟蹤匹配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，并對小運動短視頻圖像序列畸變矯正；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；然后根據圖像塊之間的相似性，對立木深度圖聯合濾波，去除異常像素值，填充空洞，得到最終的立木深度圖。該方法提高了立木場景深度信息獲取的靈活性和便捷性，能有效節省數據采集和存儲的開銷。

技術領域

本發明涉及立木圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法。

背景技術

目前，獲取場景中各點相對于拍攝裝置的距離是計算機視覺系統的重要任務之一，深度圖作為一種普遍的三維場景信息表示方式，直觀上表征了二維圖像中物體的深度信息，被廣泛應用于農林業測量。立木深度圖是指包含立木對象與深度信息的圖像，立木結構特殊，生長環境復雜，使得深度圖的獲取方法在立木場景受到限制。

現有技術中拍攝立木圖像所需深度相機設備昂貴、受環境光干擾大，后期處理周期長；從單張目標圖像中獲取深度線索生成深度圖的這類方法，對于立木等非結構場景，立木圖像深度線索不明確，且單張圖像深度線索局限；基于視頻圖像的深度圖生成方法，跟蹤幀與幀之間的變化約束生成深度圖，但都只是針對整體自然場景作深度估計，無法突出樹木各部位的深度差異，且立木圖像背景復雜特征點多，特征提取漏檢率、匹配錯誤率較高；而深度學習方式通過大量的學習獲取較為精準的深度圖，但在立木深度圖方面缺少大量的先驗知識。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法，該方法提高了立木場景深度信息獲取的靈活性和便捷性，能有效節省數據采集和存儲的開銷，解決了目前深度圖生成算法在立木圖像先驗信息獲取困難的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法，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；

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。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，上述方法提高了立木場景深度信息獲取的靈活性和便捷性，能有效節省數據采集和存儲的開銷，解決了目前深度圖生成算法在立木圖像先驗信息獲取困難的問題，從而為立木可視化重建、立木因子測量等提供參考。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發明實施例提供的基于短視頻圖像的立木深度圖生成方法流程示意圖；

圖2為本發明實施例所述Graph Cut立木分割算法圖像映射的s-t網絡示意圖；