科创中国
一种灭点检测及图像矫正方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-11-15 09:33:34
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 郝建平 | 2022-11-15 16:16:47
一种灭点检测及图像矫正方法，包括步骤S1：在图像空间中检测直线，将直线转化为对偶空间中的点表示；S2：将至少一方向上灭点的对偶点进行初步分类及再次聚类；S3：分别对每一分类的对偶点采用随机抽样一致算法进行拟合，得到至少一直线，进而得到灭点；S4：根据灭点对图像进行扭正处理。本发明提出的灭点检测及图像矫正方法可快速准确地检测出图像中的灭点，进而找到图像获取设备与场景的位置关系，利用灭点计算图像变换的单应性矩阵，对图像进行视角矫正。
本发明提出将图像空间中的直线转换为对偶空间中的点，将求灭点转化为在对偶 空间中求直线，有效避免了现有技术中求直线交点导致灭点检测错误的问题;还改进了灭 点聚类的方法，使聚类效果有明显的改进。
首先根据点线对偶性原理，即图像空间中的直线和对偶空间中的点具有等价互换 性。在提取图像中的直线特征之后，将直线转换为对偶空间中的点。在对偶空间中，同属于 一个灭点的对偶点将会分布在一条直线上，通过拟合出明显的直线来求灭点。这种方法省 去了在图像空间中求直线交点这个棘手问题，简化了灭点检测的方法。
其次，根据图像的特征，一副图像中最多会出现3个灭点，如何找到这些灭点需要 有效的聚类方法。本发明在分析和实验了随机抽样一致性（RANSAC)和模糊聚类 (Gustafson-Kessel)两种聚类方法的基础上，利用两者的优点，将两种方法结合起来，有效 的聚类出1到3个灭点。
3D空间中的一组平行线经过摄像机/照相机等图像获取设备的投影变换后，在2D 成像平面上形成一系列的线束，这些线束的交点称为灭点，灭点广泛的用于单幅图像的场 景解析之中。灭点在基于单幅图像的三维重建、多幅图像的三维重建、图像获取设备的内外 参数估计和标定等方面都具有至关重要的作用：一旦准确求出灭点，在此基础上就可以估 计图像获取设备的的内外参数，进而获得图像获取设备参数矩阵的表达式，即得到摄像机 与场景的角度关系，进而得到图像扭正的单应性矩阵，实现图像的视角扭正。
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本发明提出将图像空间中的直线转换为对偶空间中的点，将求灭点转化为在对偶 空间中求直线，有效避免了现有技术中求直线交点导致灭点检测错误的问题;还改进了灭 点聚类的方法，使聚类效果有明显的改进。根据点线对偶性原理，即图像空间中的直线和对偶空间中的点具有等价互换 性。在提取图像中的直线特征之后，将直线转换为对偶空间中的点。在对偶空间中，同属于 一个灭点的对偶点将会分布在一条直线上，通过拟合出明显的直线来求灭点。这种方法省 去了在图像空间中求直线交点这个棘手问题，简化了灭点检测的方法。
技术合作
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序控制相关的硬件来完成的，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁 碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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