[發(fā)明專利]一種基于交比運(yùn)算的全自動(dòng)圖像透視校正方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010773491.9
• 申請(qǐng)日: 2020-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN111915524A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳企業(yè)云科技股份有限公司;何洋
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T7/13;G06T7/62
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

本發(fā)明公開了一種基于交比運(yùn)算的全自動(dòng)圖像透視校正方法，包括：步驟S1，輸入目標(biāo)圖片；步驟S2，構(gòu)建正方形定位塊；步驟S3，確定圖片短邊，將圖片短邊4等分，將圖片短邊確定為多宮格的一條邊；步驟S4，將多宮格中每一格的四個(gè)角作為頂點(diǎn)并嵌入正方形定位塊；步驟S5，基于交比公式計(jì)算交比值CR；步驟S6，判斷圖片是否為正方形，若否，則執(zhí)行步驟S7；步驟S7，判斷：若圖片是橫向長(zhǎng)方形，則以當(dāng)前多宮格中的1列為單位，向右逐列嵌入定位塊直至圖片中無(wú)法容納；若圖片是縱向長(zhǎng)方形，則以當(dāng)前多宮格中的1行為單位，向下逐行嵌入定位塊直至圖片中無(wú)法容納。本發(fā)明能降低運(yùn)算量、可提高運(yùn)算效率、有助于節(jié)省運(yùn)算低成本、能提升運(yùn)算處理精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖片校正方法，尤其涉及一種基于交比運(yùn)算的全自動(dòng)圖像透視校正方法。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺中的透視變換(Perspective Transformation)與人眼的工作原理類似，當(dāng)我們用眼睛看物體的時(shí)候，視覺神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)告訴我們，近處的物體要比遠(yuǎn)處的要大一些，這就是一種典型的透視效果。因此，“透視變換”通常指將三維世界表達(dá)到二維圖像上的一種手段。

實(shí)際上，矩形是現(xiàn)實(shí)世界中常見的幾何形態(tài)，比如圖片，就是矩形幾何形態(tài)存在的。與人眼的工作原理類似，計(jì)算機(jī)視覺只有在“正對(duì)著”這張圖片的時(shí)候，所看到的圖像才是矩形的。但在絕大多數(shù)情況下，計(jì)算機(jī)視覺在三維空間中不同的位置所看到的圖像，都會(huì)是帶有透視效果的不規(guī)則四邊形。上述場(chǎng)景用射影幾何學(xué)來(lái)解釋，就是在“歐式幾何平面”(Euclidean plane)中以矩形存在的圖片，被投影到了“射影平面”(Projective Plane)，在以笛卡爾坐標(biāo)系為量鐸標(biāo)準(zhǔn)的“透視圖”中看上去，就變成了不規(guī)則四邊形。因此，計(jì)算機(jī)視覺需要先將透視圖中的不規(guī)則四邊形變換回矩形之后，圖片中的信息才能夠被正確識(shí)別出來(lái)。

隨著計(jì)算機(jī)視覺處理技術(shù)進(jìn)步，當(dāng)前透視變換技術(shù)在計(jì)算視覺研究中已經(jīng)得到了一定的發(fā)展，比如在Matlab數(shù)學(xué)運(yùn)算軟件，或者OpenCV計(jì)算機(jī)視覺庫(kù)中，都開發(fā)了自己的透視變換功能方法。這些透視變換方法通常都要求用戶使用“頂點(diǎn)法”進(jìn)行透視校正，即在透視圖中手工定位4個(gè)頂點(diǎn)以確定不規(guī)則四邊形，然后經(jīng)過(guò)運(yùn)算輸出一個(gè)圖像矩陣，即透視校正后的矩形圖像。但這個(gè)“頂點(diǎn)法”卻成了自動(dòng)計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的一個(gè)很大的障礙，既降低系統(tǒng)效率，又影響用戶體驗(yàn)。其中，頂點(diǎn)法需要用戶手工去定位四邊形的頂點(diǎn)，這是因?yàn)槿绻谟?jì)算機(jī)捕獲到的透視圖中存在多個(gè)四邊形的情況，現(xiàn)有算法就無(wú)法辨別哪個(gè)才是需要進(jìn)行透視變換的四邊形。例如，圖像中多個(gè)文件相互交疊會(huì)構(gòu)成多個(gè)四邊形；又例如，對(duì)著計(jì)算機(jī)顯示屏中的圖片拍一張照，圖片是一個(gè)四邊形，顯示屏本身又是另外一個(gè)四邊形。

針對(duì)以上情況，“自動(dòng)透視變換”已經(jīng)成為了計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域急需攻克的難題。很多科學(xué)家都為此提出了不同的方案，其中一個(gè)較為典型的方案是，基于深度學(xué)習(xí)來(lái)確定目標(biāo)四邊形。其基礎(chǔ)步驟為，先從透視圖中將所有的四邊形都找出來(lái)，然后分析每個(gè)四邊形中的紋理信息，將其納入到深度學(xué)習(xí)的范圍中，最后定位出目標(biāo)四邊形。但基于深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)透視變換方法，無(wú)論從軟硬件成本，還是從運(yùn)算量和時(shí)間效率的角度來(lái)看，消耗都非常的大。由此可見，現(xiàn)有技術(shù)中亟需一種低成本且精確的自動(dòng)透視變換算法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能降低運(yùn)算量、可提高運(yùn)算效率、有助于節(jié)省運(yùn)算低成本、能提升運(yùn)算處理精度的基于交比運(yùn)算的全自動(dòng)圖像透視校正方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。