本发明涉及一种计算机
技术领域：
，尤其涉及一种图像物体测量方法和装置。
背景技术：
：视觉测量技术是建立在计算机视觉研究基础上的一种技术，研究重点如何根据拍摄图像确定物体在空间中的位置，进而可以计算物体的几何参数及姿态信息等。现有技术中，视觉测量的分类方法有多种，利用同一拍摄装置拍摄多张图像进行测量工作的是单目视觉测量，进一步可以分为基于已知运动的测量方法和基于已知物体(或标志物)的测量方法。基于已知运动的测量方法需要利用多幅连续图像来计算物体位置和姿态，并且连续两张图像需要保持足够的重叠度；而基于已知物体(或标志物)的测量方法因为需要已知物体或标志物，在一般场景中(例如街景)不能适用。技术实现要素：有鉴于此，本发明实施例提供一种图像物体测量方法和装置，可实现基于单张图像的物体测量。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种图像物体测量方法，所述方法包括：获取图像中地面测量点的图像坐标参数；根据所述图像坐标参数获取所述地面测量点的视角参数；根据所述视角参数获取所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标；根据所述地面测量点的空间位置坐标进行水平延伸和/或垂直延伸，得到所述图像中的空间测量点的空间位置坐标。相应地，本发明实施例还提供了一种图像物体测量装置，包括：图像坐标获取模块，用于获取图像中地面测量点的图像坐标参数；视角参数获取模块，用于根据所述图像坐标参数获取所述地面测量点的视 角参数；空间位置获取模块，用于根据所述视角参数获取所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标；空间位置延伸模块，用于根据所述地面测量点的空间位置坐标进行水平延伸和/或垂直延伸，得到所述图像中的空间测量点的空间位置坐标。本实施例通过根据图像中的地面测量点的图像坐标转换为视角参数，进而根据视角参数计算得到地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标，从而实现了视觉单目测量，只需根据单张图像即可完成测量并且不需参照物，具有更好的适用范围。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明实施例中的一种图像物体测量方法的流程示意图；图2是本发明另一实施例中的图像物体测量方法的流程示意图；图3是本发明实施例中的图像物体测量装置的结构示意图；图4是本发明实施例中的视角参数获取模块的结构示意图；图5是本发明实施例中的一种图像坐标系的示例图；图6是本发明实施例中的视角参照系的示例图；图7是本发明实施例中根据地面测量点进行水平延伸和/或垂直延伸得到空间测量点坐标的示例图；图8是本发明实施例中空间坐标系的示例图；图9是本发明实施例中手机或数码相机拍摄的相片的镜头垂直张角的示意图；图10是本发明实施例中圆柱体模型的全景图中上下底面的张角。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1是本发明实施例中的一种图像物体测量方法的流程示意图，如图所示，本实施例中的图像物体测量方法流程可以包括：S101，获取图像中地面测量点的图像坐标参数。具体的，所述图像坐标参数可以包括所述地面测量点在图像中的横坐标和纵坐标，如图5所示的以图像左上角为原点，X轴向右，Y轴向下，那么图像中任一位置的图像坐标可以表示为(x，y)，其中x取值为0～W，y取值为0～H，W和H分别表示图像的宽度和高度。在其他可选实施例中也可以采用其他平面坐标系的坐标参数表示地面测量点在图像中的位置坐标。较优的，本发明实施例中的图像物体测量方法尤其适用于拍摄角度为水平拍摄得到的图像，可以包括任意镜头畸变可忽略的图像，例如数码相机或手机拍摄得到的照片，或通过将多张原始照片进行处理得到的全景图像，进一步又可以包括球模型全景图、圆柱体模型全景图或立方体模型全景图等。所述地面测量点可以为用户在图像中的地面区域选定的点，也可以为根据空间测量点在图像中反向延伸至地面所确定的地面测量点。进而在可选实施例中，可以通过场景标记SceneLabelling技术自动识别图像中的地面区域，进而根据确定得到的地面区域中选取图像中的地面测量点。S102，根据所述图像坐标参数获取所述地面测量点的视角参数。所述视角参数表示从图像拍摄点到测量点的视角，例如图6所示，以图像中心为原点，横轴经度代表水平视角参数，纵轴纬度代表垂直视角参数，即某个测量点的视角参数可以由水平视角参数和垂直视角参数组成，一般来说，经纬度范围可以分别为[-180，180]和[-90，90]度。具体实现中，可以根据所述图像坐标参数结合图像的宽度和高度，确定所述地面测量点的视角参数。例如，所述图像坐标参数包括所述地面测量点在图像中的横坐标和纵坐标，那么可以根据所述地面测量点的横坐标和图像宽度确定所述地面测量点的水平视角参数，以及根据所述地面测量点的纵坐标、图像高度以及图像拍摄垂直张角确定所述地面测量点的垂直视角参数。如数码相机或手机的照片，如果照片为水平拍摄并已知镜头垂直张角(例 如图9所示，记为±V)，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换公式可以为：xlonylat=atan((2*xi-W)/H*tanV)atan((1-2*yi/H)*tanV)]]>(公式1)其中W和H分别表示图像的宽度和高度。又如球模型的全景图，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换公式可以为：xlonylat=(2*xi/W-1)*180(1-2*yi/H)*90]]>(公式2)又如圆柱体模型的全景图，设定上下底面的张角为±V(如图10所示例)，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换公式可以为：xlonylat=(2*xi/W-1)*180atan((1-2*yi/H)*tanV)]]>(公式3)再如立方体模型，四个侧面f＝0,1,2,3可以分别独立计算，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换公式可以为：xlonylat=atan(2*xi/W-1)+f*90atan(1-2*yi/H)]]>(公式4)通过上述变换公式，即可根据所述图像坐标参数获取图像上任一测量点的视角参数。需要指出的是，上述仅是示例性描述，本领域可能存在其他可能的计算方式，或采用不同坐标系下的坐标变换公式，同样可以实现根据所述图像坐标参数获取所述地面测量点的视角参数。另一方面，以上仅是示例性的阐述了4种图像中的测量点图像坐标参数变换到视角参数的方式，实际本发明可以应用在任意镜头畸变可忽略的图像中。S103，根据所述视角参数获取所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标。具体的，可以根据所述地面测量点的视角参数和所述图像的拍摄离地高度确定所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标。例如在如图8所示的三维空间坐标系中，X轴方向为图像的拍摄方向，Y轴方向为图像的水平右侧方向，Z轴方向为图像的垂直向上的方向，可以通过以下计算方式确定地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标：xgygzg=A/tan(-ylat)*cos(xlon)A/tan(-ylat)*sin(xlon)-A]]>(公式5)其中xg、yg、zg分别为地面测量点在X轴、Y轴以及Z轴上的坐标，A表示拍摄点距地面的高度。S104，根据所述地面测量点的空间位置坐标进行水平延伸和/或垂直延伸，得到所述图像中的空间测量点的空间位置坐标。具体实现中，所述水平延伸可以包括：获取参考点的垂直坐标，根据与所述参考点在同一垂直线上的空间测量点的图像坐标参数获取该空间测量点的视角参数，并根据所述视角参数获取所述空间测量点相对于图像拍摄点的水平位置坐标，进而将参考点的垂直坐标作为所述空间测量点的垂直坐标；所述垂直延伸可以包括：获取参考点的视角参数和水平坐标，根据与所述参考点在同一水平面上的空间测量点的图像坐标参数获取该空间测量点的视角参数，并根据所述空间测量点的视角参数和参考点的视角参数获取该空间测量点相对于图像拍摄点的垂直位置坐标，进而将参考点的水平坐标作为该空间测量点的水平坐标；其中所述参考点为所述地面测量点或基于所述地面测量点进行水平延伸和/或垂直延伸确定得到空间位置坐标的空间测量点。例如图7所示的全景图像中，G1、G2以及G3为经过S201-S205确定得到空间位置坐标的地面测量点：对G1进行垂直延伸后可以得到与G1在同一垂直线上空间测量点G1’的空间位置坐标，即首先获取G1的视角参数和水平坐标，然后根据G1’的图像坐标参数获取G1’的视角参数，并根据根据所述G1’的视角参数和G1的视角参数获取G1’相对于图像拍摄点的垂直位置坐标，进而将G1的水平坐标作为所述空间测量点的水平坐标，可以参考如下公式：xsyszs=xgygtan(ylat,s)×A/tan(-ylat,g)]]>(公式6)其中xg、yg、zg分别为地面测量点G1在X轴、Y轴以及Z轴上的坐标，在如图8所示的三维空间坐标系中，X轴方向为图像的拍摄方向，Y轴方向为图像的水平右侧方向，Z轴方向为图像的垂直向上的方向；A表示拍摄点距地面 的高度，xs、ys、zs分别为空间测量点G1’的空间位置坐标，ylat,g为地面测量点的垂直视角参数，ylat,s为空间测量点的垂直视角参数。在获取到G1’的空间位置坐标和G1的空间位置坐标后，即可以根据这两个点的空间位置之间的空间距离，作为图像中物体(例如图7中的建筑物)的高度的参考测量值。对G2进行水平延伸后可以得到与G2在同一水平面上的空间测量点G2’的的空间位置坐标，即首先获取G2的垂直坐标，根据G2’的图像坐标参数获取G2’的视角参数，并根据所述视角参数获取G2’相对于图像拍摄点的水平位置坐标，进而将参考点的垂直坐标作为所述空间测量点的垂直坐标，可以参考如下公式：xsyszs=A/tan(-ylat,s)*cos(xlon,s)A/tan(-ylat,s)*sin(xlon,s)zg]]>(公式7)其中zg分别为地面测量点G2在Z轴上的坐标，A表示拍摄点距地面的高度，xs、ys、zs分别为空间测量点G2’的空间位置坐标，xlon,s和ylat,s分别为空间测量点的水平视角参数和垂直视角参数。在获取到G2’的空间位置坐标和G2的空间位置坐标后，即可以根据这两个点的空间位置之间的空间距离，作为图像中物体(例如图7中的斑马线)的长度的参考测量值。对G3依次进行一次垂直延伸、一次水平延伸以及再一次的垂直延伸后可以得到空间测量点G3’的空间位置坐标，即根据公式6进行一次垂直延伸后，将第一次延伸得到的空间测量点作为参考点的空间位置坐标根据公式7进行一次水平延伸，最后将水平延伸得到的空间测量点作为参考点的空间位置坐标跟根据公式6进行一次垂直延伸，即可得到G3’的空间位置坐标。以此类推，采用本发明实施例提供的图像物体测量方法，可以根据测量得到的任一地面测量点进行多次的垂直延伸和水平延伸，从而得到图像中任一空间测量点的空间位置坐标，从而实现了视觉单目测量，并且由于只需根据单张图像即可完成测量并且不需参照物，相较于现有技术而言具有更广泛的适用范围。图2是本发明另一实施例中的图像物体测量方法的流程示意图，如图所示 本实施例中的图像物体测量方法流程可以包括：S201，通过场景标记技术确定所述图像中的地面区域，从而选取图像中的地面测量点。具体的，即通过场景标记SceneLabelling技术自动识别图像中的地面区域，用户在识别得到的地面区域中选定的点作为地面测量点，也可以为根据空间测量点在图像中反向延伸至确定的地面区域所确定的地面测量点。S202，获取地面测量点的图像坐标参数,包括所述地面测量点在图像中的横坐标和纵坐标。S203，根据所述地面测量点的横坐标和图像宽度确定所述地面测量点的水平视角参数。S204，根据所述地面测量点的纵坐标、图像高度以及图像拍摄垂直张角确定所述地面测量点的垂直视角参数。S205，根据所述地面测量点的视角参数和所述图像的拍摄离地高度确定所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标。S206，根据所述地面测量点的空间位置坐标进行水平延伸和/或垂直延伸，得到所述图像中的空间测量点的空间位置坐标。采用本发明实施例提供的图像物体测量方法，可以根据测量得到的任一地面测量点进行多次的垂直延伸和水平延伸，从而得到图像中任一空间测量点的空间位置坐标，从而实现了视觉单目测量，并且由于只需根据单张图像即可完成测量并且不需参照物，相较于现有技术而言具有更广泛的适用范围。图3是本发明实施例中的图像物体测量装置的结构示意图，如图所示，本发明实施例中的图像物体测量装置可以包括：图像坐标获取模块310，用于获取图像中地面测量点的图像坐标参数。具体的，所述图像坐标参数可以包括所述地面测量点在图像中的横坐标和纵坐标，如图5所示的以图像左上角为原点，X轴向右，Y轴向下，那么图像中任一位置的图像坐标可以表示为(x，y)，其中x取值为0～W，y取值为0～H，W和H分别表示图像的宽度和高度。在其他可选实施例中也可以采用其他平面坐标系的坐标参数表示地面测量点在图像中的位置坐标。较优的，本发明实施例中的图像物体测量方法尤其适用于拍摄角度为水平拍摄得到的图像，可以包 括任意镜头畸变可忽略的图像，例如数码相机或手机拍摄得到的照片，或通过将多张原始照片进行处理得到的全景图像，进一步又可以包括球模型全景图、圆柱体模型全景图或立方体模型全景图等。所述地面测量点可以为用户在图像中的地面区域选定的点，也可以为根据空间测量点在图像中反向延伸至地面所确定的地面测量点。视角参数获取模块320，用于根据所述图像坐标参数获取所述地面测量点的视角参数。所述视角参数表示从图像拍摄点到测量点的视角，例如图6所示，以图像中心为原点，横轴经度代表水平视角参数，纵轴纬度代表垂直视角参数，即某个测量点的视角参数可以由水平视角参数和垂直视角参数组成，一般来说，经纬度范围可以分别为[-180，180]和[-90，90]度。具体实现中，可以根据所述图像坐标参数结合图像的宽度和高度，确定所述地面测量点的视角参数。例如，所述图像坐标参数包括所述地面测量点在图像中的横坐标和纵坐标，那么可以根据所述地面测量点的横坐标和图像宽度确定所述地面测量点的水平视角参数，以及根据所述地面测量点的纵坐标、图像高度以及图像拍摄垂直张角确定所述地面测量点的垂直视角参数。如数码相机或手机的照片，如果照片为水平拍摄并已知镜头垂直张角(记为±V)，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换可以参考上文公式1。又如球模型的全景图，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换可以参考公式2。又如圆柱体模型的全景图，设定上下底面的张角为±V，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换可以参考公式3。再如立方体模型，图像坐标(xi,yi)到经纬度坐标(xlon,ylat)的变换可以参考公式4。通过上述变换公式，即可根据所述图像坐标参数获取图像上任一测量点的视角参数。需要指出的是，上述仅是示例性描述，本领域可能存在其他可能的计算方式，或采用不同坐标系下的坐标变换公式，同样可以实现根据所述图像坐标参数获取所述地面测量点的视角参数。另一方面，以上仅是示例性的阐述了4种图像中的测量点图像坐标参数变换到视角参数的方式，实际本发明可以应用在任意镜头畸变可忽略的图像中。在可选实施例中，所述视角参数获取模块310进一步可以包括：水平视角获取单元311，用于根据所述地面测量点的横坐标和图像宽度确定所述地面测量点的水平视角参数；垂直视角获取单元312，用于根据所述地面测量点的纵坐标、图像高度以及图像拍摄垂直张角确定所述地面测量点的垂直视角参数空间位置获取模块330，用于根据所述视角参数获取所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标。具体的，空间位置获取模块330可以根据所述地面测量点的视角参数和所述图像的拍摄离地高度确定所述地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标。例如在如图8所示的三维空间坐标系中，X轴方向为图像的拍摄方向，Y轴方向为图像的水平右侧方向，Z轴方向为图像的垂直向上的方向，可以通过上文公式5确定地面测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标。在获取到地面测量点的空间位置坐标后，可以结合多个地面测量点的空间位置坐标计算图像中目标测量物的长度、面积等信息。空间位置延伸模块340，用于根据所述地面测量点的空间位置坐标进行水平延伸和/或垂直延伸，得到所述图像中的空间测量点的空间位置坐标。具体实现中，所述水平延伸包括：获取参考点的垂直坐标，根据与所述参考点在同一垂直线上的空间测量点的图像坐标参数获取该空间测量点的视角参数，并根据所述视角参数获取所述空间测量点相对于图像拍摄点的水平位置坐标，进而将参考点的垂直坐标作为所述空间测量点的垂直坐标；所述垂直延伸包括：获取参考点的视角参数和水平坐标，根据与所述参考点在同一水平面上的空间测量点的图像坐标参数获取该空间测量点的视角参数，并根据所述空间测量点的视角参数和参考点的视角参数获取该空间测量点相对于图像拍摄点的垂直位置坐标，进而将参考点的水平坐标作为该空间测量点的水平坐标；其中所述参考点为所述地面测量点或基于所述地面测量点进行水平延伸和/或垂直延伸确定得到空间位置坐标的空间测量点。例如图7所示的全景图像中，G1、G2以及G3为空间位置获取模块330确定得到空间位置坐标的地面测量点：空间位置延伸模块340对G1进行垂直延伸后可以得到与G1在同一垂直 线上空间测量点G1’的空间位置坐标，即首先获取G1的视角参数和水平坐标，然后根据G1’的图像坐标参数获取G1’的视角参数，并根据根据所述G1’的视角参数和G1的视角参数获取G1’相对于图像拍摄点的垂直位置坐标，进而将G1的水平坐标作为所述空间测量点的水平坐标，可以参考上文公式6。在获取到G1’的空间位置坐标和G1的空间位置坐标后，本发明的图像物体测量装置即可以根据这两个点的空间位置之间的空间距离，作为图像中物体(例如图7中的建筑物)的高度的参考测量值。空间位置延伸模块340对G2进行水平延伸后可以得到与G2在同一水平面上的空间测量点G2’的的空间位置坐标，即首先获取G2的垂直坐标，根据G2’的图像坐标参数获取G2’的视角参数，并根据所述视角参数获取G2’相对于图像拍摄点的水平位置坐标，进而将参考点的垂直坐标作为所述空间测量点的垂直坐标，可以参考上文公式7。在获取到G2’的空间位置坐标和G2的空间位置坐标后，本发明的图像物体测量装置即可以根据这两个点的空间位置之间的空间距离，作为图像中物体(例如图7中的斑马线)的长度的参考测量值。空间位置延伸模块340对G3依次进行一次垂直延伸、一次水平延伸以及再一次的垂直延伸后可以得到空间测量点G3’的空间位置坐标，即根据公式6进行一次垂直延伸后，将第一次延伸得到的空间测量点作为参考点的空间位置坐标根据公式7进行一次水平延伸，最后将水平延伸得到的空间测量点作为参考点的空间位置坐标跟根据公式6进行一次垂直延伸，即可得到G3’的空间位置坐标。以此类推，空间位置延伸模块340可以根据测量得到的任一地面测量点进行多次的垂直延伸和水平延伸，从而得到图像中任一空间测量点的空间位置坐标。进而在可选实施例中，本发明的图像物体测量装置进一步还可以包括：地面区域确定模块350，用于通过场景标记技术确定所述图像中的地面区域。即通过场景标记SceneLabelling技术自动识别图像中的地面区域，用户在识别得到的地面区域中选定的点作为地面测量点，也可以为根据空间测量点在图像中反向延伸至确定的地面区域所确定的地面测量点。所述图像坐标获取模块310，还用于根据所述地面区域确定模块确定得到的地面区域中选取图像中的地面测量点。通过上述实施例的阐述，本发明通过根据图像中的测量点的图像坐标转换为视角参数，进而根据视角参数计算可以得到图像中任一测量点相对于图像拍摄点的空间位置坐标，从而实现了视觉单目测量，只需根据单张图像即可完成测量并且不需参照物，具有更好的适用范围。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来指令相关的硬件来完成，所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-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。当前第1页1 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