[發明專利]一種實時消失點檢測方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202010639428.6
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111798431B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 陳珂;吳建平;王磊;管小冬
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 巴翠昆

本申請公開了一種實時消失點檢測方法、裝置、設備及存儲介質，包括：從邊緣線段中隨機抽取N條線段，組成抽樣線段的樣本集；為每條抽樣線段創建一組M個投票區域，設置M個投票箱；將邊緣線段逐條依次與每條抽樣線段的延長線相交，把票投給交點位置在抽樣線段延長線所屬區間對應的投票箱；執行多輪消失點檢測，在每一輪中統計各投票箱的得票數，得到峰值票數；判斷峰值票數是否大于閾值；若是，則根據峰值票數對應的投票箱得到消失點的初始位置，對其進行精確定位，并把當前消失點局內線段所投的票數從相關投票箱中移除，并進行下一輪消失點檢測；若否，則結束多輪消失點檢測過程。本申請能對任何數字圖像中存在的一個或多個消失點進行實時檢測。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，特別是涉及一種實時消失點檢測方法、裝置、設備及存儲介質。

背景技術

三維空間中的一組平行線在像平面上收斂到一個公共點，這個公共點又稱為消失點，因為它等價于世界坐標系中平行線集合的無窮遠點。消失點包含重要的透視投影變換信息。消失點在圖像域的位置完全決定了三維空間中一組平行線的方向。此外，由多組共面平行線構成的消失點是共線的。消失點檢測廣泛應用于攝像機標定、三維重建、虛擬現實、機器人導航與場景跟蹤、車輛自動駕駛等領域，是計算機視覺和圖像處理領域的一個重要研究課題。

檢測消失點的過程實質上是在圖像平面中搜索一組消失點的局內線段的公共交點，這些邊(線段)是一組平行線段在三維空間中的投影。由于背景噪聲和圖像失真的影響，消失點的局內線段一般不再相交于一個點，而是傾向于在一個有限的區域內相交，其質心仍被視為消失點。消失點在圖像平面中的位置由顯示在圖像中的一組平行線的相對位置和方向確定。

Hough變換由于其在噪聲環境中的簡潔性和魯棒性，是最早提出的消失點檢測方法之一。Hough變換的正確執行要求消失點檢測的空間是受限的或封閉的。然而，消失點所處的圖像平面是一個開放的空間，因此，不能將Hough變換直接用于消失點的檢測。與Hough變換不同，基于隨機抽樣一致性算法的算法在人造場景(如建筑物、公路等)的消失點檢測中顯示出了良好的前景，在這種環境下，大多數邊緣或線段都會收斂到幾個通常相互正交的消失點。但是，基于隨機抽樣一致性算法的方法受到所選最小樣本集的非窮盡性的阻礙，當目標消失點在所選樣本集中被低估或完全丟失時，會導致較高的消失點漏檢風險。此外，基于隨機抽樣一致性算法的方法通常也受到計算復雜度以及處理所選最小樣本集的高存儲要求的影響，往往導致檢測速度上的不足。上述方法和其它現有的消失點檢測技術的共同缺點是處理效率低，每種最新算法需要耗時1秒以上640×480像素的單個圖像，這使得它們不適合實時應用，如攝像機校準、三維重建、虛擬現實、機器人導航和場景跟蹤。

因此，如何實時檢測消失點，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種實時消失點檢測方法、裝置、設備及存儲介質，可以對任何數字圖像中存在的一個或多個消失點進行實時檢測。其具體方案如下：

一種實時消失點檢測方法，包括：

從數字圖像的T條邊緣線段中隨機抽取N條線段作為候選的消失點局內線段，組成抽樣線段的樣本集；其中，T≥N≥1，T和N為正整數；

為N條所述抽樣線段中的每一條創建一組M個投票區域，設置M個投票箱，共計得到N×M個投票箱；其中，M≥1，M為正整數；

將T條所述邊緣線段逐條依次與每條所述抽樣線段的延長線相交，把票投給交點位置在所述抽樣線段的延長線所屬區間對應的投票箱；

投票結束后，進行多輪消失點檢測，在每一輪消失點檢測中，統計各投票箱的得票數，得到峰值票數；