在陡峭角度下检测平面目标的制作方法_3

文档序号:8417568阅读:来源:国知局
描述的图像的多个数据库。举例来说,数据库可包含用于第一目标图像的未翘曲及翘曲图像,且还包含用于第二目标图像的未翘曲及翘曲图像。
[0036]数据库可处于单个参考系中。举例来说,初始未翘曲图像的参考系可用作用以表示未翘曲及翘曲图像两者的共同参考系。
[0037]图6到9展示根据本发明的一些实施例的从平面目标100导出的各种翘曲图像120。平面目标100具有参考坐标系(例如,在X-Y平面中)及一组确定的关键点130。在以下图中,已通过使用仿射翘曲而忽略透视。在图6中,平面目标100已绕Y轴在向左/向右方向上旋转,从而导致平面目标100的翘曲以形成第一翘曲图像122。第一翘曲图像122具有第一翘曲坐标系。使用此第一翘曲图像122检测关键点132A,接着从关键点132A确定对应描述符。当通过使用正投影忽略透视时,以数学方式创建第一翘曲图像122。而且,因为在使平面目标100翘曲时忽略透视,因此第一翘曲图像122看起来较细,具有平行侧边。如果不通过使用透视投影忽略透视,则第一翘曲图像122将看似为梯形,具有两个平行侧边及两个不平行侧边。
[0038]在图7中,平面目标100已用数学方式在向上/向下方向上绕X轴旋转,从而导致平面目标100的翘曲以形成具有第二翘曲坐标系的第二翘曲图像124。再次,检测关键点132B,接着确定用于第二翘曲图像124的对应描述符。因为使用正投影在数学变换中忽略了透视,因此第二翘曲图像124看起来较扁平,具有四个平行侧边。再次,如果不忽略透视,则第二翘曲图像124将看似为梯形,具有两个平行侧边及两个不平行侧边。
[0039]在图8中,平面目标100已用数学方式在中心点处绕Z轴逆时针旋转且在向上/向下方向上绕X轴旋转以形成具有第三翘曲坐标系的第三翘曲图像126。检测关键点132C,且接着确定用于第三翘曲图像126的对应描述符。此处,第三翘曲图像126的对置侧边彼此平行,但与相邻侧边不必成直角。
[0040]在图9中,平面目标100已在中心点处绕Z轴顺时针旋转且在向上/向下方向上绕X轴旋转以形成具有第四翘曲坐标系的第四翘曲图像128。再次,检测关键点132D,且确定用于第四翘曲图像128的描述符。
[0041]到目前为止,已论述预处理。可使用数学变换来创建先前翘曲图像。从经变换翘曲图像,确定关键点。所述组关键点可向下配对到减少的数目,例如一组分布良好且随机分布的关键点。对于所有或若干关键点,可确定表示关键点的描述符。这些关键点及对应描述符可作为特征保存在数据库中。可在服务器或其它装置处执行此预处理。
[0042]现在考虑装置上使用。装置上使用是由于移动装置俘获平面目标100的实际图像而发生。在这些所俘获图像中,俘获透视图,如以下图中所示。
[0043]图10到12展示如从相机检视的在各种陡峭入射角度下的平面目标100。在图10中,以60°的角度α从相机检视平面目标100。死角为60°的系统在平面目标100到相机的小于60°的锐角α下检测到关键点132,但大于60°但小于90°的锐角导致检测不到或检测到不明显的关键点132。在图11中,以70°的锐角α从相机检视平面目标100。在图12中,以77°的锐角α从相机检视平面目标100。
[0044]不根据本文所述的实施例的对关键点130的检测可在高达60°到65°的角度α下操作。在一些实施例中,本文所述的改善允许在陡峭达70°到75°的角度α下检测描述符。即,仅含有用于未翘曲视图的关键点及描述符的数据库的死角低于含有用于翘曲视图的关键点及描述符的数据库。此处,图10与图11的视图角度α之间仅相差10°。死角的10°的类似改变(从60°改变为70° )显著地减小不可能进行检测的角度(从30°减小到20° ),其为33%的改善。
[0045]图13说明根据本发明的一些实施例的建立数据库文件以用于检测平面目标100的预处理方法200。
[0046]在210处,例如服务器等处理器接收平面目标的图像。通过参考坐标系(例如,lx,y})描述平面目标上的每个点。平面目标常常为正方形或矩形,但还可为另一几何形状(例如,平行四边形、八边形、圆形或卵形)或自由形式(例如,卡通图的轮廓)。
[0047]在220处,处理器处理平面目标100的图像以提取一组关键点及对应描述符。详细地说,处理开始于222且在224处完成。
[0048]在222处,处理器检测平面目标100中的多个关键点130。此时,可将所述多个关键点130精简到良好且随机分布的一组较少的其余关键点130,以减少所需的存储量及处理。
[0049]在224处,处理器确定关于平面目标100中的(其余)多个关键点130中的每一者的描述符,由此导致平面目标100的图像的所述多个关键点130及对应描述符。在一些实施例中,可基于翘曲图像中所找出的关键点130进一步精简关键点130以导致降低数目的关键点130。在一些实施例中,在导出用于关键点的描述符之前精简关键点。或者,直到已处理所有未翘曲及翘曲图像才精简关键点。
[0050]在230处,处理器处理第一翘曲图像以提取另一组描述符。详细地说,处理开始于232,继续到234及246,且接着在238处完成。
[0051]在232处,处理器使平面目标翘曲或以数学方式变换以形成具有第一翘曲坐标系的第一翘曲图像。举例来说,平面目标绕X轴及/或Y轴及/或Z轴旋转。第一翘曲图像具有第一翘曲坐标系(例如,IX’,y’}),使得第一翘曲坐标系中的点可通过线性变换而转换到参考坐标系,由此使轴旋转的效应反转。可使用数学变换来将lx,y}坐标系中的图像的像素变换为{x’,y’}坐标系中的翘曲图像的像素。
[0052]在234处,处理器检测第一翘曲图像中的多个关键点132(例如,132A)。再次,可将关键点132精简为一组其余关键点132以改进分布及/或减小所需的存储量及处理。
[0053]在236处,处理器确定关于第一翘曲图像的(其余)多个关键点132中的每一者的描述符,由此导致第一翘曲图像的所述多个关键点及对应描述符。
[0054]在238处,处理器在第一翘曲坐标系与参考坐标系之间变换第一翘曲图像的多个关键点132的坐标。
[0055]如230’处所示,处理器可以类似方式(如上文参考230到238所描述)处理平面目标的第二、第三、第四或更多个翘曲图像。举例来说,对于第二、第三及第四图像重复所述过程。可从未翘曲图像、右侧透视图像、左侧透视图像、向上透视翘曲图像及向下透视翘曲图像提取关键点。处理器可精简来自各个一或多个翘曲图像(第一、第二、第三及/或第四翘曲图像)及未翘曲平面目标图像的重叠关键点130及关键点132。
[0056]将各个关键点132的位置转换到共同坐标系,例如平面目标的参考坐标系。在240处,处理器结合第一翘曲图像的所述多个关键点130及对应描述符中的至少一些与平面目标的所述多个关键点132及对应描述符中的至少一些以在数据库中形成用于平面目标的图像的单个数据集。
[0057]处理器仅需要填充或供应未被精简处理精简掉的关键点及描述符。如此项技术中已知,精简处理可移除并不提供良好分布或为冗余的关键点130及关键点132。处理器接着可将未被精简的或其余的描述符保存到由每一单独关键点位置编索引的数据库。因此,在一个翘曲图像中确定的映射或变换到已经在另一翘曲图像中确定或在平面目标的自上向下视图中确定的关键点的关键点可被精简掉且作为冗余而忽略(例如,如果描述符相同或足够类似)。
[0058]例如在服务器中的处理器充当用于进行以下操作的装置:接收平面目标的图像;检测平面目标的图像中的关键点130、132 ;使平面目标的图像翘曲为一或多个翘曲图像;从翅曲图像确定关键点及描述符;精简关键点;在翅曲与未翅曲坐标系之间变换;以及加载、填充或供应数据库。从移动装置的观点来看,在使用期间,移动装置不能够分辨其数据库仅填充有未翘曲图像、仅填充有一或多个翘曲图像还是未翘曲图像及一或多个翘曲图像的组合。即,数据库对于移动装置来说看起来相同,且在数据库中具有或不具有翘曲图像特征点的情况下运行相同算法。然而,在具有翘曲视图的情况下,移动装置将能够以较陡角度检测特征点的描述符。
[0059]取决于应用,可通过各种装置实施本文中所描述的方法。举例来说,这些方法可以硬件、固件、软件或其任何组合来实施。对于硬件实施方案,处理单
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