[發(fā)明專利]恢復(fù)三維場景的方法、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)及無人機(jī)

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• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111415305A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 符強(qiáng);羅鑫禹;孫希延;紀(jì)元法;任風(fēng)華;嚴(yán)素清;付文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 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(jǐn)誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44340
• 代理人: 溫青玲

本發(fā)明適用于圖像處理領(lǐng)域，提供了一種恢復(fù)三維場景的方法、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)及無人機(jī)。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(jìn)行雙目校正；根據(jù)經(jīng)過雙目校正后的左圖片和右圖片進(jìn)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(jù)圖像灰度的變化趨勢確定圖像中的不同區(qū)域的權(quán)重，根據(jù)圖像中的不同區(qū)域的權(quán)重、經(jīng)AD變換后計算得到的匹配代價計算值和經(jīng)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(jù)深度圖進(jìn)行三維重建，恢復(fù)三維場景。本發(fā)明對于灰度強(qiáng)度變化較大或者具有重復(fù)紋理的區(qū)域，提升了匹配代價計算值的準(zhǔn)確率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種恢復(fù)三維場景的方法、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)及無人機(jī)。

背景技術(shù)

近年來，無人機(jī)市場發(fā)展迅猛，憑借著操作方便，作業(yè)效率高，相對成本低的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于氣象監(jiān)測、遙感、農(nóng)業(yè)、電力巡檢等領(lǐng)域；增強(qiáng)無人機(jī)的智能化，降低無人機(jī)駕駛員的使用數(shù)量，提高無人機(jī)在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)能力，深化無人機(jī)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用，已經(jīng)成為無人機(jī)市場的發(fā)展趨勢。而雙目立體視覺具有分辨精度高、設(shè)備成本低、原理上不存在外界干擾、相對環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于以上領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺的關(guān)鍵通常為：匹配代價計算、代價聚合、視差估計和視差優(yōu)化。匹配代價計算是視差估計的第一步。現(xiàn)有技術(shù)通常在匹配代價計算當(dāng)中引入Census變換，雖然Census變換可以具有一定的抗噪聲能力，可以降低光照造成的影響，提高復(fù)雜環(huán)境下匹配代價計算的魯棒性。然而Census變換對于灰度強(qiáng)度變化較大或者具有重復(fù)紋理的區(qū)域，匹配代價計算的準(zhǔn)確率低。

如表1和表2所示，是兩個窗口的灰度值，盡管兩個窗口的灰度值完全不同，但表1和表2經(jīng)Census變換后結(jié)果均為00001111。由于Census變換只是確定不同位置灰度值的大小關(guān)系，Census變換結(jié)果實(shí)際中大量的灰度組合可以得到同樣的模式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種恢復(fù)三維場景的方法、計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)及無人機(jī)，旨在解決在匹配代價計算當(dāng)中引入Census變換，對于灰度強(qiáng)度變化較大或者具有重復(fù)紋理的區(qū)域，匹配代價的準(zhǔn)確率低的問題。

第一方面，本發(fā)明提供了一種恢復(fù)三維場景的方法，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(jìn)行雙目校正；

根據(jù)經(jīng)過雙目校正后的左圖片和右圖片進(jìn)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(jù)圖像灰度的變化趨勢確定圖像中的不同區(qū)域的權(quán)重，根據(jù)圖像中的不同區(qū)域的權(quán)重、經(jīng)AD變換后計算得到的匹配代價計算值和經(jīng)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(jù)深度圖進(jìn)行三維重建，恢復(fù)三維場景。

進(jìn)一步地，Census變換具體為：

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

第二方面，本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如所述的恢復(fù)三維場景的方法的步驟。

第三方面，本發(fā)明提供了一種無人機(jī)，包括：

一個或多個處理器；

存儲器；

雙目攝像頭；以及