[發明專利]恢復三維場景的方法、計算機可讀存儲介質及無人機

在審

• 申請號: 202010162911.X
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111415305A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 符強;羅鑫禹;孫希延;紀元法;任風華;嚴素清;付文濤
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/50;G06T7/13;G06T7/40;G06T7/50;G06T7/80;G06T17/00
• 代理公司: 深圳瑞天謹誠知識產權代理有限公司 44340
• 代理人: 溫青玲

1.一種恢復三維場景的方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取雙目攝像頭分別拍攝的左圖片和右圖片；

對左圖片和右圖片進行雙目校正；

根據經過雙目校正后的左圖片和右圖片進行匹配代價計算和視差估計，提取左圖片和右圖片的視差，得到深度圖；其中，匹配代價計算具體為：根據圖像灰度的變化趨勢確定圖像中的不同區域的權重，根據圖像中的不同區域的權重、經AD變換后計算得到的匹配代價計算值和經Census變換后計算得到的匹配代價計算值計算最終匹配代價計算值；

根據深度圖進行三維重建，恢復三維場景。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對左圖片和右圖片進行雙目校正具體包括：

對左圖片和右圖片進行畸變矯正和雙目校正。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據經過雙目校正后的左圖片和右圖片進行匹配代價計算和視差估計，提取左圖片和右圖片的視差，得到深度圖具體包括：

根據經過雙目校正后的左圖片和右圖片進行匹配代價計算、代價聚合、視差估計和視差優化，提取左圖片和右圖片的視差，得到深度圖。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據圖像灰度的變化趨勢確定圖像中的不同區域的權重，根據圖像中的不同區域的權重、經AD變換后計算得到的匹配代價計算值和經Census變換后計算得到的匹配代價計算值計算最終匹配代價計算值具體包括：

根據公式一計算基準圖片像素點p與待匹配圖片在視差范圍內的對應視差d的像素的匹配代價計算值C(x,y,d)，

C(x,y,d)＝(1-α)ρ(C_Census(x,y,d),λ_Census)+αρ(C_AD(x,y,d),λ_AD)(公式一)，

其中，(x,y)為基準圖片像素點p的坐標，d為視差，α是圖像中的不同區域的權重，C_Census(x,y,d)是經Census變換后計算得到的匹配代價計算值，C_AD(x,y,d)是經AD變換后計算得到的匹配代價計算值，λ_Census為Census變換的映射系數，λ_AD為AD變換的映射系數，ρ為一種變換，通過公式二將經Census變換后計算得到的匹配代價計算值和經AD變換后計算得到的匹配代價計算值映射到[0,1]，

其中，C表示匹配代價計算值，λ為映射系數，根據實際情況進行調整。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述圖像中的不同區域的權重α通過公式三計算得到：

其中，γ為梯度系數，根據實際情況進行調整，grad為圖像的梯度。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，Census變換具體為：

分別將窗口內與窗口中心像素位置呈中心對稱的每兩個像素進行強度大小比較，得到窗口內的所有像素的二進制碼，將得到的所有像素的二進制碼互相拼接，得到拼接后的一串二進制碼作為匹配代價。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述分別將窗口內與窗口中心像素位置呈中心對稱的每兩個像素進行強度大小比較，得到窗口內的所有像素的二進制碼具體為：

通過公式四計算得到經Census變換得到的二進制碼Census(x,y)，

其中，(x,y)為中心像素在整張圖片中的坐標，為二進制碼拼接算子，i和j為窗口內像素索引，中心像素索引為(0,0)，L表示窗口區域，ξ為大小比較算子，如果大小比較算子中的第一個參數大于第一個參數，則取1，反之取0，得到一個二進制碼，如公式五所示，

其中p是窗口的中心像素，q是窗口內的其他像素。