三维地图中视频投影干扰物的移除方法及计算机存储介质与流程

本发明涉及视频投影领域，更具体地，涉及一种三维地图中视频投影干扰物的移除方法及计算机存储介质。

背景技术：

目前，由于航空倾斜摄影技术通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果能直接直观的反应地物的外观、位置、高度等属性，通常使用该技术对区域地物情况进行三维建模。三维场景中视频投影技术是以shadowmap技术为基础，基于视频原始位置在三维场景中的投影视点采集该视锥体内的深度信息图，以此将实时视频和三维地图进行融合拼接而成；然而在不同视角下看到视频投影效果有差异，这是因为在视频投影过程中采集视锥体内的深度信息图时树木等干扰物信息也一并采集了，在实时视频和三维区域模型融合后造成视频投影画面被切割的现象。

为了去除树木等不必要的干扰物对视频投影的不良影响，可以从当前三维实景区域模型的原数据进行树木等物体的移除，这需要专业的美术人员使用3dmax或者maya等专业的三维处理软件，主观的判断需要去除的干扰物区域，手动对树木等干扰物进行局部三角面片数据进行平滑处理，达到去除干扰物三角面片的效果，但是技术复杂度低、手动操作难度高、需要耗费大量的人力资源。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种三维地图中视频投影干扰物的移除方法及计算机存储介质。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种三维地图中视频投影干扰物的移除方法，所述方法包括以下步骤：s1、在三维地图中选择需要去除视频投影干扰物的第一区域，并对所述第一区域进行数据采集以获得所述第一区域的数据信息；s2、将所述第一区域的数据信息转换到三维坐标空间下的坐标系，并将所述数据信息在该坐标系下的坐标构建出第二区域；s3、在所述第一区域内接收至少一个模型顶点，并将所述模型顶点转换为所述坐标系下的数据点；s4、根据所述数据点构建拟合曲面；s5、根据所述数据点在所述拟合曲面上的映射点数据的求解关系，判断所述第二区域内的所述数据点是否超过阈值，若是，则对所述数据点进行投影，并获取该数据点在地面上的投影坐标；s6、将使用所述投影坐标的新数据点投影到平面。

根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法，通过预规划一定范围的区域，采集相应平整地面的数据，并利用此数据通过曲面拟合算法来拟合基准曲面，进而判断是否需要对相应的数据点进行投影，达到去除视频投影干扰物的效果，该方法的预处理过程简单，相比于用maya等专业三维模型处理软件手动去除干扰物的繁琐操作，该预处理过程只需划定相应范围区域，和采集相对平整平面的数据点，并且利用算法去除干扰物的过程无需耗费大量的人力和时间，节约了大量成本。

根据本发明的一些实施例，在步骤s1中，所述第一区域为矩形区域，所述数据信息为gps信息。

根据本发明的一些实施例，在步骤s2中，所述第一区域的数据信息通过三维空间下的偏移换算算法转换到标准三维坐标空间下的坐标系，所述坐标系为笛卡尔坐标系。

根据本发明的一些实施例，在步骤s3中，在所述第一区域内手动采集多组离散的所述模型顶点的数据信息，并将所述模型顶点的数据信息通过三维空间下的偏移换算算法转换到标准三维坐标空间下的笛卡尔坐标系中，得到所述数据点。

根据本发明的一些实施例，在步骤s4中，根据步骤s3采集的所述数据点，通过非均匀有理基础样条构成曲面的理论构建所述拟合曲面，一张u向为k次、v向为l次的k×l次所述非均匀有理基础样条表示如下：

其中，ni，k(u)和nj，l(v)是分别定义在节点矢量

控制点pi，j(i＝0，1，…，m；j＝0，1，…，n)构成了2个方向的控制网格，ωi，j(i＝0，1，…，m；j＝0，1，…，n)是与顶点对应的权因子。

根据本发明的一些实施例，在步骤s5中，根据所述数据点在所述拟合曲面上的映射点数据的求解关系，同时加入所述视频投影干扰物的特征值作为去除所述视频投影干扰物的阈值判断。

根据本发明的一些实施例，在所述特征值为所述视频投影干扰物的高度范围。

根据本发明的一些实施例，在对所述数据点进行投影的步骤为：将高于阈值的所述数据点通过所述拟合曲面的方程关系计算出一个在地面上的新数据点代替该数据点。

根据本发明的一些实施例，在所述视频投影干扰物为树木。

第二方面，本发明实施例提供一种计算机存储介质，包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现如上述实施例任何一项所述的方法。

附图说明

图1为本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法的流程图；

图2为本发明实施例的电子设备的示意图。

附图标记：

三维地图中视频投影干扰物的移除方法100；

电子设备300；

存储器310；操作系统311；应用程序312；

处理器320；网络接口330；输入设备340；硬盘350；显示设备360。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法100。

如图1所示，根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法包括以下步骤：

s1、在三维地图中选择需要去除视频投影干扰物的第一区域，并对所述第一区域进行数据采集以获得所述第一区域的数据信息。

s2、将所述第一区域的数据信息转换到三维坐标空间下的坐标系，并将所述数据信息在该坐标系下的坐标构建出第二区域。

s3、在所述第一区域内接收至少一个模型顶点，并将所述模型顶点转换为所述坐标系下的数据点。

s4、根据所述数据点构建拟合曲面。

s5、根据所述数据点在所述拟合曲面上的映射点数据的求解关系，判断所述第二区域内的所述数据点是否超过阈值，若是，则对所述数据点进行投影，并获取该数据点在地面上的投影坐标。

s6、将使用所述投影坐标的新数据点投影到平面。

换言之，根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法100能够用于移除三维地图中的视频投影干扰物，该方法首先在三维地图中选择需要去除视频投影干扰去的区域作为第一区域，并获得该第一区域的数据信息，接着将该数据信息进行转换，转换到三维坐标空间下的坐标系内，然后在上述所构建的第一区域内采集至少一个模型顶点，采用相同方法将其转换到三维坐标空间下的坐标系内，得到离散的数据点，为下一步拟合曲面提供离散数据值。接着可以根据通用的曲面拟合算法将这些数据点构建拟合曲面，然后根据拟合曲面上的映射点数据的求解关系，即可判断坐标系内的数据点是否超过视频投影干扰物的阈值，如果超过，则表明该数据点为视频投影干扰物，对该数据点进行投影，获取该数据点在地面上的投影坐标，最后将该投影坐标对应的新数据点投影到平面上，即可去除该区域内的视频投影干扰物。

由此，根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法，通过预规划一定范围的区域，采集相应平整地面的数据，并利用此数据通过曲面拟合算法来拟合基准曲面，进而判断是否需要对相应的数据点进行投影，达到去除视频投影干扰物的效果，该方法的预处理过程简单，相比于用maya等专业三维模型处理软件手动去除干扰物的繁琐操作，该预处理过程只需划定相应范围区域，和采集相对平整平面的数据点，并且利用算法去除干扰物的过程无需耗费大量的人力和时间，节约了大量成本。

根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，所述第一区域为矩形区域，所述数据信息为gps信息，具体地，该gps信息可以为当前矩形区域包围盒的wgs-84的gps信息。

可选地，在步骤s2中，所述第一区域的数据信息通过三维空间下的偏移换算算法转换到标准三维坐标空间下的坐标系，所述坐标系为笛卡尔坐标系。

也就是说，在步骤s1和步骤s2中，首先从三维地图中针对一定范围内需要去除视频投影干扰物的矩形区域进行数据采集，记录下当前矩形区域包围盒的wgs-84的gps信息，将采集点的wgs-84gps信息以三维空间下的偏移换算算法将该点转换到标准三维坐标空间下的笛卡尔坐标系，然后以笛卡尔坐标系下的采集点坐标构建一个矩形区域作为后续去除障碍物算法的处理区域。

在本发明的一些具体实施方式中，在步骤s3中，在所述第一区域内手动采集多组离散的所述模型顶点的数据信息，并将所述模型顶点的数据信息通过三维空间下的偏移换算算法转换到标准三维坐标空间下的笛卡尔坐标系中，得到所述数据点。

具体地，该步骤s3在上述所构建的矩形区域内手动的采集多组该区域内的离散的模型顶点的wgs-84数据信息，同样将采集点的wgs-84gps信息以三维空间下的偏移换算算法将该点转换到标准三维坐标空间下的笛卡尔坐标系中，为下一步拟合曲面提供离散数据值。

构建拟合曲面的方法有多种，在本发明的一个实施例中，在步骤s4中，根据步骤s3采集的所述数据点，通过非均匀有理基础样条(nurbs)构成曲面的理论构建所述拟合曲面，一张u向为k次、v向为l次的k×l次所述非均匀有理基础样条表示如下：

其中，ni，k(u)和nj，l(v)是分别定义在节点矢量

控制点pi，j(i＝0，1，…，m；j＝0，1，…，n)构成了2个方向的控制网格，ωi，j(i＝0，1，…，m；j＝0，1，…，n)是与顶点对应的权因子。

换句话说，上述步骤采集的散列点数据可以通过nurbs构成曲面的理论构建所述拟合曲面，nurbs既可以精确表示二次曲线弧与二次曲面，又可以描述自由型曲线曲面，并能通过改变控制点和权因子来灵活地改变曲线或曲面形状。

根据本发明的一个实施例，在步骤s5中，根据所述数据点在所述拟合曲面上的映射点数据的求解关系，同时加入所述视频投影干扰物的特征值作为去除所述视频投影干扰物的阈值判断。其中，所述特征值为所述视频投影干扰物的高度范围，所述视频投影干扰物可为树木等其他干扰物。

进一步地，对所述数据点进行投影的步骤为：将高于阈值的所述数据点通过所述拟合曲面的方程关系计算出一个在地面上的新数据点代替该数据点。

也就是说，由上述nurbs曲面公式可以推导出区域内的所有点在拟合曲面上的映射点数据的求解关系，同时加入树木等干扰物特征值(高度范围等信息)作为去除干扰物的阀值判断。例如可以根据一定高度范围作为祛除树木的阈值，在该区域内高于此阈值的数据点都将作为待处理的数据，然后根据上述拟合出的曲面方程，对该区域的每一个高于阈值的数据点进行进行投影，即将高于阈值的数据点通过拟合曲面的方程关系计算出一个在地面上的新的数据点代替该顶点的过程，根据该曲面方程可以得到该数据点在地面上的投影的新坐标，从而用新的投影新数据点替代该数据点投影到该平面，做到快速且精准的将树木等干扰物去除。

根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法在实际应用三维实景区域模型时，动态的使用三角面片的区域减面算法对干扰物进行去除，从而降低视频投影过程中干扰物对视频画面的分割效应，避免了人工耗时耗力的重复性工作，并且由于使用算法进行自定的识别区域内干扰物进行去除工作，因此无需事先针对三维实景区域模型进行去除干扰物，大大节省了三维实景区域数据处理周期。

总而言之，根据本发明实施例的三维地图中视频投影干扰物的移除方法，通过预规划一定范围的区域，采集相应平整地面的数据，并利用此数据通过曲面拟合算法来拟合基准曲面，进而判断是否需要对相应的数据点进行投影，达到去除视频投影干扰物的效果，该方法的预处理过程简单，相比于用maya等专业三维模型处理软件手动去除干扰物的繁琐操作，该预处理过程只需划定相应范围区域，和采集相对平整平面的数据点，并且利用算法去除干扰物的过程无需耗费大量的人力和时间，节约了大量成本。

此外，本发明还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述任一所述的三维地图中视频投影干扰物的移除方法100。

也就是说，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时，使得所述处理器执行上述任一所述的三维地图中视频投影干扰物的移除方法100。

如图2所示，本发明实施例提供了一种电子设备300，包括存储器310和处理器320，所述存储器310用于存储一条或多条计算机指令，所述处理器320用于调用并执行所述一条或多条计算机指令，从而实现上述任一所述的方法。

也就是说，电子设备300包括：处理器320和存储器310，在所述存储器310中存储有计算机程序指令，其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，使得所述处理器320执行上述任一所述的方法100。

进一步地，如图2所示，电子设备300还包括网络接口330、输入设备340、硬盘350、和显示设备360。

上述各个接口和设备之间可以通过总线架构互连。总线架构可以是可以包括任意数量的互联的总线和桥。具体由处理器320代表的一个或者多个中央处理器(cpu)，以及由存储器310代表的一个或者多个存储器的各种电路连接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路连接在一起。可以理解，总线架构用于实现这些组件之间的连接通信。总线架构除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线，这些都是本领域所公知的，因此本文不再对其进行详细描述。

所述网络接口330，可以连接至网络(如因特网、局域网等)，从网络中获取相关数据，并可以保存在硬盘350中。

所述输入设备340，可以接收操作人员输入的各种指令，并发送给处理器320以供执行。所述输入设备340可以包括键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。

所述显示设备360，可以将处理器320执行指令获得的结果进行显示。

所述存储器310，用于存储操作系统运行所必须的程序和数据，以及处理器320计算过程中的中间结果等数据。

可以理解，本发明实施例中的存储器310可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(ram)，其用作外部高速缓存。本文描述的装置和方法的存储器310旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

在一些实施方式中，存储器310存储了如下的元素，可执行模块或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统311和应用程序312。

其中，操作系统311，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序312，包含各种应用程序，例如浏览器(browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序312中。

本发明上述实施例揭示的方法可以应用于处理器320中，或者由处理器320实现。处理器320可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器320中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器320可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器310，处理器320读取存储器310中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑设备(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。

对于软件实现，可通过执行本文所述功能的模块(例如过程、函数等)来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。

具体地，处理器320还用于读取所述计算机程序，执行上述任一所述的方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述收发方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，简称rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。