[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

本發明涉及一種基于透視投影的平面圖像處理方法及裝置，屬于圖像處理技術領域。方法包括：獲取拍攝平面圖像時相機的參數信息；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；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。本發明得到的虛擬平面在視覺上能達到替換平面圖像的效果，整體平面圖像的處理過程操作簡單。

技術領域

本發明涉及一種基于透視投影的平面圖像處理方法及裝置，屬于圖像處理技術領域。

背景技術

傳統的平面圖像處理技術傾向于利用算法，對圖片所包含的所有數據進行整合計算。例如：目前主流的第三方圖像處理軟件PS等。

圖片處理時，經常需要將圖片上增加某些三維信息等，例如家居導購場景下，如何為一張空床鋪上床上用品，現有的平面圖像處理方法在繁雜的數據中抽取可以利用的信息(如圖像的灰度等)，對圖片本身所要表達的信息以及圖片中包含的特定三維信息(如某一物體，某一條線或者面)進行識別，以實現圖片的處理。

然而現有的平面圖像處理方式對圖片二次處理時，對特定的三維信息進行識別流程非常繁瑣，且需要很高的學習成本。

發明內容

本申請的目的在于提供一種基于透視投影的平面圖像處理方法及裝置，用以解決現有圖像處理繁瑣的問題。

為實現上述目的，本申請提出了一種基于透視投影的平面圖像處理方法的技術方案，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。

本發明的基于透視投影的平面圖像處理方法的技術方案的有益效果是：本發明通過獲取平面圖像在拍攝時的相機參數，進而在一個三維空間中，構建了虛擬相機，并且將所拍攝的平面圖像置于虛擬相機的拍攝范圍內，在預設擬合的虛擬平面的高度后，通過虛擬相機向平面圖像上的各條邊上的點發射射線即可得到虛擬平面各條邊的三維數據，該虛擬平面在視覺上能達到替換平面圖像的效果，進而可以對該虛擬平面進行后續處理的步驟，整體平面圖像的處理過程操作簡單。

進一步地，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。

進一步地，拍攝平面圖像時，通過陀螺儀采集相機的參數信息。

進一步地，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。

進一步地，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。