一种在全景图中提取直线的方法
【专利摘要】一种在全景图中提取直线的方法，其步骤为：（1）、计算原始输入图像的梯度图像；（2）、计算原始输入图像的边缘图像；（3）、识别出直线目标；结合二维坐标、球面坐标、笛卡尔坐标的转换公式，并利用边缘像素的特征，采用有效的边缘提取算法群集所有能构成直线的边缘像素，从而识别出直线目标。本发明具有原理简单、易实现、精确度高、可靠性好等优点。
【专利说明】一种在全景图中提取直线的方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到图像处理【技术领域】，特指一种在全景图中提取直线的方法。
【背景技术】
[0002]一般来说，直线投影在全景图中会产生畸变现象。通常的直线提取算法，如霍夫变换(Hough transform)只适用于普通的平面图像,无法识别出全景图中发生畸变的直线。而一些基于霍夫变换的直线提取算法(Hough transform-based methods)只能从水平或垂直方向提取全景图中的直线，除此以外，此类算法还存在不能确定直线端点、会检测出虚假直线等缺陷。
[0003]直线是图像中的重要特征，也是机场、街道、建筑物等许多与生产生活相关的重要场景的组成部分。全景图中的直线提取方法可广泛用于场景的可视化和三维建模，如大范围街景图、故宫全景图等，通过该技术，可以对场景进行三维重构，恢复图像中的重要信息，为生产生活或科学研究提供宝贵资料。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现、精确度高、可靠性好的在全景图中提取直线的方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种在全景图中提取直线的方法，其步骤为:
[0007](I)、计算原始输入图像的梯度图像；
[0008](2)、计算原始输入图像的边缘图像；
[0009](3)、识别出直线目标；结合二维坐标、球面坐标、笛卡尔坐标的转换公式，并利用边缘像素的特征，采用有效的边缘提取算法群集所有能构成直线的边缘像素，从而识别出直线目标。
[0010]作为本发明的进一步改进:在步骤(I)中，利用Sobel算子获得原始输入图像的梯度图像；所述Sobel算子包含两组3*3的矩阵Gx和Gy，将这两个算子分别在横向x方向和纵向I方向与原始输入图像进行卷积运算，即可获得X方向与I方向的亮度差分近似值。
[0011]作为本发明的进一步改进:在步骤(2)中，采用canny边缘提取算法计算原始输入图像的二值边缘图像。
[0012]作为本发明的进一步改进:所述步骤(3)的详细步骤为:
[0013](3.1)、直线边缘像素的确定；首先确定直线边缘的起始像素:当某像素的幅值大于某给定的全局阈值τ ,且该像素在边缘图像上的值为I,则选定此像素为起始像素；确定直线的第二个像素:在确认了起始像素的位置之后，在以起始像素为中心的3乘3的像素矩阵中寻找第二个像素点，邻域中具有最大幅值的像素点为目标像素；用同样的方式，以此类推，寻找接下来的所有可能的直线边缘像素点；
[0014](3.2)坐标的变换:对于步骤(3.1)中找到的所有可能的直线边缘像素点，进行坐标的变换；假设有一个单位球面恰好能被原始输入图像完全覆盖，则对于在上一步中找到的每一个可能的像素点P进行二维平面坐标(U，V)与球面坐标(P,θ,φ)的坐标变换,公式如
下:
[0015]
【权利要求】
1.一种在全景图中提取直线的方法，其特征在于，步骤为: (1)、计算原始输入图像的梯度图像； (2)、计算原始输入图像的边缘图像； (3)、识别出直线目标；结合二维坐标、球面坐标、笛卡尔坐标的转换公式，并利用边缘像素的特征，采用有效的边缘提取算法群集所有能构成直线的边缘像素，从而识别出直线目标。
2.根据权利要求1所述的在全景图中提取直线的方法，其特征在于，在步骤(1)中，利用Sobel算子获得原始输入图像的梯度图像；所述Sobel算子包含两组3*3的矩阵Gx和&，将这两个算子分别在横向X方向和纵向y方向与原始输入图像进行卷积运算，即可获得X方向与y方向的亮度差分近似值。
3.根据权利要求1所述的在全景图中提取直线的方法，其特征在于，在步骤(2)中，采用canny边缘提取算法计算原始输入图像的二值边缘图像。
4.根据权利要求1所述的在全景图中提取直线的方法，其特征在于，所述步骤(3)的详细步骤为: (3.1)、直线边缘像素的确定；首先确定直线边缘的起始像素:当某像素的幅值大于某给定的全局阈值τ ,且该像素在二值边缘图像上的值为I,则选定此像素为起始像素；确定直线的第二个像素:在确认了起始像素的位置之后，在以起始像素为中心的3乘3的像素矩阵中寻找第二个像素点，邻域中具有最大幅值的像素点为目标像素；用同样的方式，以此类推，寻找所有可能的直线边缘像素点； (3.2)坐标的变换:对于步骤(3.1)中找到的所有可能的直线边缘像素点，进行坐标的变换；假设有一个单位球恰好能被原始输入图像完全覆盖，则对于在上一步中找到的每一个可能的像素点P进行二维平面坐标(U，V)—球面坐标(--,θ,φ)的坐标变换，公式如下:
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的在全景图中提取直线的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，进一步采用高`斯去噪方法去除原始输入图像中多余的噪音。
【文档编号】G06T7/00GK103729850SQ201310751202
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李姝洁 申请人:楚天科技股份有限公司