[發明專利]一種基于透視投影的平面圖像處理方法及裝置

在審

• 申請號: 202111296325.5
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114022349A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 師展;齊紅柱;陳斌;張旭;張茂華;姜春利
• 申請（專利權）人: 鄭州森源新能源科技有限公司
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 豆亞芳

1.一種基于透視投影的平面圖像處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取拍攝平面圖像時相機的參數信息；

2)在一個三維空間中，根據相機的參數信息構建一個虛擬相機，并將拍攝的平面圖像置于虛擬相機的視錐體剪裁平面上；預設將平面圖像還原三維場景下的虛擬平面距離地面的高度；虛擬平面與平面圖像平行，且虛擬平面距離地面的高度小于虛擬相機距離地面的高度；

3)以虛擬相機為起點，向平面圖像各條邊上的點發射射線，基于透視投影的原理，結合三角函數計算出虛擬平面各條邊上的點的三維坐標，進而得到虛擬平面各條邊的三維數據。

2.根據權利要求1所述的基于透視投影的平面圖像處理方法，其特征在于，虛擬平面各條邊的三維數據的計算過程為：

其中，為虛擬相機相對于坐標原點的向量；(x,y,z)為虛擬相機的三維坐標；為虛擬平面的點相對于坐標原點的向量；(x′,y′,z′)為虛擬平面的點的三維坐標；為虛擬平面的點相對于虛擬相機的向量；k為向量的模；為向量的單位向量；H為虛擬相機距離地面的高度；h′為虛擬片面距離地面的高度；α為向量與地面的夾角。

3.根據權利要求1所述的基于透視投影的平面圖像處理方法，其特征在于，拍攝平面圖像時，通過陀螺儀采集相機的參數信息。

4.根據權利要求1所述的基于透視投影的平面圖像處理方法，其特征在于，該方法還包括：將得到的虛擬平面各條邊的三維數據與待組合物體的三維模型進行結合，得到組合模型的三維數據，將組合模型的三維數據投影為二維數據，得到處理后的組合平面圖像。

5.根據權利要求1所述的基于透視投影的平面圖像處理方法，其特征在于，該方法還包括對虛擬平面的三維數據進行紋理填充的步驟。

6.一種基于透視投影的平面圖像處理裝置，其特征在于，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器在執行所述計算機程序時實現以下步驟：

1)獲取拍攝平面圖像時相機的參數信息；

2)在一個三維空間中，根據相機的參數信息構建一個虛擬相機，并將拍攝的平面圖像置于虛擬相機的視錐體剪裁平面上；預設將平面圖像還原三維場景下的虛擬平面距離地面的高度；虛擬平面與平面圖像平行，且虛擬平面距離地面的高度小于虛擬相機距離地面的高度；

3)以虛擬相機為起點，向平面圖像各條邊上的點發射射線，基于透視投影的原理，結合三角函數計算出虛擬平面各條邊上的點的三維坐標，進而得到虛擬平面各條邊的三維數據。

7.根據權利要求6所述的基于透視投影的平面圖像處理裝置，其特征在于，虛擬平面各條邊的三維數據的計算過程為：

其中，為虛擬相機相對于坐標原點的向量；(x,y,z)為虛擬相機的三維坐標；為虛擬平面的點相對于坐標原點的向量；(x′,y′,z′)為虛擬平面的點的三維坐標；為虛擬平面的點相對于虛擬相機的向量；k為向量的模；為向量的單位向量；H為虛擬相機距離地面的高度；h′為虛擬片面距離地面的高度；α為向量與地面的夾角。

8.根據權利要求6所述的基于透視投影的平面圖像處理裝置，其特征在于，拍攝平面圖像時，通過陀螺儀采集相機的參數信息。

9.根據權利要求6所述的基于透視投影的平面圖像處理裝置，其特征在于，該方法還包括：將得到的虛擬平面各條邊的三維數據與待組合物體的三維模型進行結合，得到組合模型的三維數據，將組合模型的三維數據投影為二維數據，得到處理后的組合平面圖像。

10.根據權利要求6所述的基于透視投影的平面圖像處理裝置，其特征在于，該方法還包括對虛擬平面的三維數據進行紋理填充的步驟。