本申請涉及圖像處理，更具體地說，涉及一種俯視變換方法、變換裝置及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、汽車環(huán)視全景系統(tǒng)作為高級駕駛員輔助系統(tǒng)(adas)的一部分，能有效緩解駕駛員視線受阻問題，將汽車周圍360度范圍內(nèi)的物體直觀呈現(xiàn)給駕駛員，提高了會車、倒車等情況下的行車安全。市場上采用的汽車全景系統(tǒng)幾乎都是二維的平面全景，即由俯視圖像構(gòu)成的全景系統(tǒng)。圖像的俯視變換作為拼接的前置環(huán)節(jié)，對環(huán)視全景系統(tǒng)的實現(xiàn)至關(guān)重要。故而，急需一種能夠?qū)崿F(xiàn)魚眼鏡頭采集的魚眼圖像轉(zhuǎn)變成鳥瞰圖的俯視變換方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本申請的目的在于提一種能夠?qū)Ⅳ~眼圖像轉(zhuǎn)變成鳥瞰圖的俯視變換方法、變換裝置及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N俯視變換方法，該方法包括：

3、獲取包含標(biāo)定物的魚眼圖像；

4、對魚眼圖像進(jìn)行圖像畸變校正；以及，

5、提取畸變校正后的魚眼圖像中的標(biāo)定物的多個角點，根據(jù)所有角點聯(lián)立方程求解俯視變換矩陣。

6、在一種可能的實現(xiàn)方式中，標(biāo)定物包括白色矩形塊以及設(shè)置于白色矩形塊上的至少一黑色矩形塊，其中，所述提取畸變校正后的魚眼圖像中的標(biāo)定物的多個角點為提取每一黑色矩形塊的多個角點，包括：

7、提取每一黑色矩形塊，獲得該黑色矩形塊的輪廓的點集；

8、計算點集中的兩兩像素點之間的距離，選取距離最大值對應(yīng)兩個像素點作為該黑色矩形塊的第一角點和第二角點；

9、由第一角點和第二角點形成直線l；

10、計算點集中除第一角點和第二角點之外的所有像素點至直線l的垂直距離，選取垂直距離最大的兩個值對應(yīng)的像素點作為該黑色矩形塊的第三角點和第四角點。

11、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述提取每一黑色矩形塊，包括：

12、對圖像畸變校正后的魚眼圖像進(jìn)行提高對比度的預(yù)處理；

13、對預(yù)處理后的圖像進(jìn)行圖像閾值分割；

14、基于四連通區(qū)域或者八連通區(qū)域?qū)D像閾值分割結(jié)果進(jìn)行連通區(qū)域查找；

15、根據(jù)黑色矩形塊的長寬比b和面積大小s的先驗知識判定出連通區(qū)域查找結(jié)果中的黑色矩形塊區(qū)域。

16、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在每一黑色矩形塊的中心位置設(shè)置有白色十字架；其中，所述提取每一黑色矩形塊還包括驗證該黑色矩形塊提取的精確性：從圖像閾值分割結(jié)果中提取直線；選定相交的兩直線為十字架；判斷是否有十字架位于提取的黑色矩形塊的區(qū)域內(nèi)。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述對圖像畸變校正后的魚眼圖像進(jìn)行提高對比度的預(yù)處理，包括：

18、將魚眼圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像；

19、對灰度圖像進(jìn)行伽馬亮度校正；

20、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在白色矩形塊上設(shè)置有兩個平行并排設(shè)置的黑色矩形塊，所述根據(jù)所有角點聯(lián)立方程求解俯視變換矩陣，包括：

21、獲取關(guān)于兩個黑色矩形塊的八個角點；

22、將每一角點轉(zhuǎn)換成鳥瞰圖下的期望角點；

23、根據(jù)每四個角點和該四個角點對應(yīng)的四個期望角點聯(lián)立方程確定一個俯視變換矩陣；

24、在八個角點和該八個角點對應(yīng)的八個期望角點獲得所有的俯視變換矩陣中，選取最優(yōu)解為最終的俯視變換矩陣h。

25、在一種可能的實現(xiàn)方式中，分別設(shè)定鳥瞰圖下的左黑色矩形塊的四個期望角點分別為左上角點j0(x0,y0)、右上角點j1(x1,y1)、左下角點j2(x2,y2)、右下角點j3(x3,y3)，分別設(shè)定右黑色矩形塊的四個期望角點分別為左上角點j4(x4,y4)、右上角點j5(x5,y5)、左下角點j6(x6,y6)、右下角點j7(x7,y7)；從兩個黑色矩形塊之間的中心位置推導(dǎo)前述八個期望角點的像素坐標(biāo)值：

26、x0＝w1/2－(b/2+w2)/l，y0＝h1－(a+h2)/l；x1＝x0+w2/l，y1＝y(tǒng)0；x2＝x0，y2＝y(tǒng)0－h(huán)2/l；x3＝x1，y3＝y(tǒng)2；

27、x4＝w1/2+b/(2l)，y4＝h1－(a+h2)/l；x5＝x4+w2/l，y5＝y(tǒng)4；x6＝x4，y6＝y(tǒng)4－h(huán)2/l；x7＝x5，y7＝y(tǒng)6；

28、其中，物理坐標(biāo)系到像素坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換比例為l?cm/pix，采集的圖像的寬和高分別為w1pix和h1pix；兩個個并行并排設(shè)置的黑色矩形塊之間距離為bcm,黑色矩形塊距離車輛的距離為a?cm；黑色矩形塊的寬和高分別w2cm和h2cm。

29、在一種可能的實現(xiàn)方式中，基于等距投影的成像模型對魚眼圖像進(jìn)行圖像畸變校正：

30、x′0＝f*tanθ*(m-center.x)/h0+center.x；

31、y′0＝f*tanθ*(n-center.y)/h0+center.y；

32、

33、θ＝h0/f；

34、其中，等距投影模型為r＝fθ；(m,n)為魚眼圖像中的任一畸變點，(x′0，y′0)為畸變點(m,n)畸變校正后的像素點；f為等距投影模型中的單位球面坐標(biāo)系的中心點至圖形坐標(biāo)系的魚眼圖像中心點的距離；(center.x，center.y)為在圖形坐標(biāo)系的魚眼圖像中心點的坐標(biāo)；θ為入射入射光線夾角；h0為像高，即畸變點(m,n)至魚眼圖像中心點的距離。

35、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N俯視變換裝置，其包括：

36、用于設(shè)置于地面的標(biāo)定物，包括白色矩形塊以及設(shè)置于白色矩形塊上的至少一黑色矩形塊；

37、魚眼鏡頭，用于設(shè)置于車輛上以采集包含標(biāo)定物的魚眼圖像；以及，

38、圖像處理器，連接所述魚眼鏡頭，并用于對所述魚眼圖像執(zhí)行所述俯視變換方法的步驟。

39、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)所述俯視變換方法的步驟。

40、本申請?zhí)峁┑母┮曌儞Q方法提供的有益效果在于：將魚眼圖像通過畸變校正變換轉(zhuǎn)變成透視圖現(xiàn)象，在透視圖像中提取標(biāo)定物的特征角點，通過特征角點聯(lián)立方程計算出透視變換矩陣。如此，后續(xù)應(yīng)用該俯視變換方法的環(huán)視系統(tǒng)，均可利用該透視變換矩陣將環(huán)視系統(tǒng)中的魚眼圖像轉(zhuǎn)變成鳥瞰圖，以便后續(xù)利用鳥瞰圖實現(xiàn)全景拼接。

技術(shù)特征：

1.一種俯視變換方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的俯視變換方法，其特征在于，標(biāo)定物包括白色矩形塊以及設(shè)置于白色矩形塊上的至少一黑色矩形塊，其中，所述提取畸變校正后的魚眼圖像中的標(biāo)定物的多個角點為提取每一黑色矩形塊的多個角點，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的俯視變換方法，其特征在于，所述提取每一黑色矩形塊，包括：

4.如權(quán)利要求3所述的俯視變換方法，其特征在于，在每一黑色矩形塊的中心位置設(shè)置有白色十字架；其中，所述提取每一黑色矩形塊還包括驗證該黑色矩形塊提取的精確性：從圖像閾值分割結(jié)果中提取直線；選定相交的兩直線為十字架；判斷是否有十字架位于提取的黑色矩形塊的區(qū)域內(nèi)。

5.如權(quán)利要求3所述的俯視變換方法，其特征在于，所述對圖像畸變校正后的魚眼圖像進(jìn)行提高對比度的預(yù)處理，包括：

6.如權(quán)利要求2至5任一項所述的俯視變換方法，其特征在于，在白色矩形塊上設(shè)置有兩個平行并排設(shè)置的黑色矩形塊，所述根據(jù)所有角點聯(lián)立方程求解俯視變換矩陣，包括：

7.如權(quán)利要求6所述的俯視變換方法，其特征在于，分別設(shè)定鳥瞰圖下的左黑色矩形塊的四個期望角點分別為左上角點j0(x0,y0)、右上角點j1(x1,y1)、左下角點j2(x2,y2)、右下角點j3(x3,y3)，分別設(shè)定右黑色矩形塊的四個期望角點分別為左上角點j4(x4,y4)、右上角點j5(x5,y5)、左下角點j6(x6,y6)、右下角點j7(x7,y7)；從兩個黑色矩形塊之間的中心位置推導(dǎo)前述八個期望角點的像素坐標(biāo)值：

8.如權(quán)利要求1至5任一項所述的俯視變換方法，其特征在于，基于等距投影的成像模型對魚眼圖像進(jìn)行圖像畸變校正：

9.一種俯視變換裝置，其特征在于，包括：

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)權(quán)利要求1至8任一項所述的俯視變換方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開一種俯視變換方法，該方法包括：獲取包含標(biāo)定物的魚眼圖像；對魚眼圖像進(jìn)行圖像畸變校正；以及提取畸變校正后的魚眼圖像中的標(biāo)定物的多個角點，根據(jù)所有角點聯(lián)立方程求解俯視變換矩陣。本申請還提供一種俯視變換裝置及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐波,彭文博,李山路,李球,陳雅瓊,朱光強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：盛視科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19