• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 5
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩龙虎和出奖走势图: 一种RANSAC计算基本矩阵中内点门限设置算法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510122907.X

    申请日:

    2015.03.20

    公开号:

    CN104715482A

    公开日:

    2015.06.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06T 7/00申请日:20150320|||公开
    IPC分类号: G06T7/00; G06T17/00 主分类号: G06T7/00
    申请人: 四川大学
    发明人: 李新胜
    地址: 610065四川省成都市武侯区一环路南一段24号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510122907.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.08.11|||2015.07.15|||2015.06.17

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    为了解决计算机多视几何中稀疏特征点错误匹配导致基本矩阵F精度不高的问题,提出一种RANSAC(RANdom SAmple Consensus)求解F时自动设置内点门限的方法。此方法根据RANSAC求解F矩阵的要素,将固定设置极线距离门限Th的方式改为自动设置,提高了算法的鲁棒性。这些要素是图像对中的稀疏特征点匹配的个数N、图像像素多少、初始计算得到的特征点到极线的平均距离Dinit。Th计算采用公式Th = Min(w×N/51200, Dinit/3),w为图像的宽,单位为像素。Min为取二者最小值的函数。门限Th与图像大小和特征点匹配个数成正比,图像越大,匹配越多,Th越大。相对于传统方法,本方法将固定门限变成了自动设置,可以自适应三维重建不同类型的图片,更加实用和鲁棒。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种计算机视觉(多视几何,Multi-View Geometry)技术中RANSAC(RANdom SAmple Consensus)求解基本矩阵F时自动设置内点门限的方法,其特征是具体门限设置方法是:根据F矩阵计算的要素,将固定设置特征点到极线距离门限的方式改为自动设置,提高了算法的鲁棒性;自动设置时考虑的因素是图像对中的稀疏特征点匹配的个数N、图像像素多少、初始计算得到的特征点到极线的平均距离Dinit;Th计算采用公式Th = Min(w×N/51200, Dinit/3),w为图像的宽,单位为像素,Min为取二者最小值的函数。

    2.  如权利要求1所述的求解基本矩阵F时的极线距离门限设置算法,其特征在于:本方法可适用于采用RANSAC框架求解F,并且内点的判断准则是基于对应特征点到极线的距离的情况。

    3.  如权利要求1所述的求解基本矩阵F时的极线距离门限设置算法,其特征在于: RANSAC求解F时,需先设定关键参数和特征匹配内点判定的准则,然后进入采样循环计算F和内点:按特征点匹配计算方法算出F,再用F选择符合准则的内点,直到循环次数至采样次数Nsample;特征点匹配计算F的方法可以是归一化8点算法,代数最小化算法,黄金标准几何距离算法等任何通过特征点匹配来计算F的方法;此方法的关键参数是:采样次数Nsample和特征点像素坐标到极线的垂直距离门限Th;采样次数是Nsample=50×log(1-0.999)/log(1-(1-0.3)^8),点像素坐标到极线距离门限是Th = Min(w×N/51200, Dinit/3)。

    说明书

    说明书一种RANSAC计算基本矩阵中内点门限设置算法
    技术领域
    本发明涉及计算机应用技术和计算机视觉中的图像三维信息重建领域,具体涉及一种计算机视觉多视几何中RANSAC (RANdom SAmple Consensus)计算基本矩阵F(Fundamental Matrix)时自动设置内点门限的算法。
    背景技术
    从同一场景的多幅不同视角的图像恢复出该场景的三维信息,在各行各业已经取得了广泛的应用,如:文物三维模型自动生成,航拍图像生成三维模型,人脸识别中的三维人脸识别,增强现实中虚拟三维物体位置生成等现在很热门的应用。
    在这些技术中,都需要用到计算机视觉技术中多视几何(Multi-view)的相关知识。一个经典实用两视图三维恢复的技术框架是:1)预先标定两个摄像机内参数K、K’;2)通过两视图之间的稀疏特征点匹配求解两幅视图(图像)之间对应的基本矩阵F;3)通过公式求出E= K’TKF,E被称为本质矩阵,分解E可以得出两视图之间的旋转R和平移t关系,分解方法是E=[t]×R。这样就得到了两幅图像之间的三维位置关系。
    更一般的是用多张同一场景的图像来恢复三维场景,这样可以解决两视图中遮挡后无法恢复的三维信息。这时更多的多视图可以用摄像机自标定技术来进行三维场景恢复,如:利用绝对对偶二次曲面标定,Kruppa方程标定法,利用平面移动或纯旋转约束进行自标定的方法等。
    以上这些技术框架中都无一例外的要求解两视图的基本矩阵F,可见F在计算机视觉技术中多视几何中重要性。求解F的方法一般有归一化8点算法,代数最小化算法,黄金标准几何距离算法等。这些算法都会碰到一个严重影响F矩阵精度的问题:两视图之间的稀疏特征点的错误匹配;一个错误的匹配都可能会造成畸型的三维场景。
    目前,解决错误匹配一般用的技术框架就是RANSAC (RANdom SAmple Consensus),它利用多次的随机选择若干个稀疏特征点匹配,计算此次匹配时内点的个数,是否为内点一般用到左视图特征点对应的右视图特征点到相应极线的距离为标准,距离大于一个设定的门限值Th,则这个特征点匹配是错误匹配。这个设定的门限值一般采用固定值,如1或者2、3等,它的单位是像素。固定设置的像素距离会导致一些问题,门限设置得过大,恢复出来的三维信息有可能精度低,畸型明显;门限小,内点的个数少,在多视图时匹配点可能就不够用,导致恢复失败,更甚的是极少的内点个数也可能恢复出畸形的三维模型。
    发明内容
    本发明要解决的技术问题是:为了解决计算机多视几何中稀疏特征点错误匹配导致基本矩阵F精度不高的问题,提出一种RANSAC求解F时自动设置内点门限的方法,相对于传统方法,本方法将固定门限变成了自动设置,可以自适应不同类型的图片,达到了实用和鲁棒的要求。
    本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:根据F矩阵计算的要素,将固定设置极线距离的方式改为自动设置,提高了算法的鲁棒性。这些要素是图像对中的稀疏特征点匹配的个数N、图像像素多少、初始计算得到的平均极线距离Dinit。
    本发明的创新点在于:将RANSAC求解基本矩阵F时固定设置对应特征点到相应极线的距离门限Th的方式改为自动设置,设置的依据是图像对中的稀疏特征点匹配的个数N、图像像素多少、初始计算得到的平均极线距离Dinit。
    Th计算如公式(1)所示:
    Th = Min(w×N/51200, Dinit/3)                                                           (1)
    w为图像的宽,单位为像素;Min为取二者最小值的函数。门限Th与图像大小和特征点匹配个数成正比,图像越大,匹配越多,Th越大。
    具体实施方式
    下面将列出具体的算法步骤,为了详细表明自动设置距离门限Th的方法,我们列出了整个求解F矩阵的算法,并粗体标出自动设置Th的部分,它是算法的第4)步。
    算法输入:两幅图像的特征点位置匹配对[u, u’],u及u’都是N×2的矩阵,第一列是图像横坐标,第二列是图像纵坐标。
    算法输出:两幅图像的基本矩阵F,对应的特征点匹配内点。
    本算法具体步骤是:
    1)对输入[u, u’]进行归一化,计算一个包含平移和缩放的变换H和H’,使其成为以原点为中心,到原点的平均平方距离为2,得到 [v, v’],v=Hu, v’ =H’ u’。
    2) 用上步得到的[v, v’]采用8点法计算F(详细的基本矩阵8点法见后,也可以用其它通过特征点对应求解F矩阵的方法),得到初始的平均极线距离Dinit。
    3)计算RANSAC算法中采样的次数,Nsample=50×log(1-0.999)/log(1-(1-0.3)^8)。
    4)按公式(1)计算Th。
    5)进入RANSAC框架进行采样循环
    将下述步骤循环Nsample次
    用8点法计算F;
    按F计算各个匹配点到极线的距离D;
    统计D<Th的内点[w w’]及个数Ninner;
    计算所有内点到极线的平均距离Dinner;
    记录内点个数最多对应的结果到F’best,Dbest,Ninner_best,内点集合为[wbest,w’best];
    如果 Ninner与Ninner_best 次数相同,并且Dinner< Dbest,也记录相应的结果到F’best,Dbest,Ninner_best,[wbest,w’best];
    循环次数达到Nsample次时结束。
    6)采样循环结束后,F’best就是归一化的两幅图像的基本矩阵F的计算结果,对应的内点就是[wbest,w’best]。
    7) 反归一化:Fbest=H’TF’best H ,Fbest就是最终的基本矩阵F的计算结果;
    ubest=H-1wbest,u’best=H’-1w’best, [ubest,u’best]就是最后计算出的内点,可以继续用作后续的三维恢复。
    为了完整表示出本算法的应用,以下列出8点算法求解基本矩阵F的步骤:
    算法输入:8点法求F矩阵算法输入与上述算法相同,都是两幅图像的特征点位置匹配对
    [u, u’],u及u’都是N×2的矩阵。
    将[u,u’]表示为齐次坐标,设u=[x y 1],u’=[x’ y’ 1]。
    算法输出:两幅图像的基本矩阵F。
    算法步骤:根据F矩阵的性质uT Fu’=0,将齐次坐标代入,可以得到
    (x’x,  x’y, x’, y’x , y’y,  y’, x, y, 1)×f=0
    f是将F按行排列得到的列向量;F是一个齐次量(向量最后一个值为1,表示尺度),用8个特征点匹配组成上述8个方程可以得到||f||=1约束下的解。
    以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

    关 键 词:
    一种 RANSAC 计算 基本 矩阵 中内点 门限 设置 算法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:一种RANSAC计算基本矩阵中内点门限设置算法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5890582.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03