[发明专利]一种基于结构先验的规则场景三维信息提取方法

权利要求书

1.一种基于结构先验的规则场景三维信息提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、获取所述规则场景的一组不同视点下拍摄的二维图像，并根据所获取的图像，利用PMVS算法计算该规则场景的三维空间有向点云；

步骤B、对三维空间有向点的方向进行无监督聚类，所得到的若干聚类中心方向即为三维空间显著平面法线方向；

步骤C、根据所得到的三维空间显著平面法线方向，以及三维空间有向点云集合中各点坐标信息，计算这些三维空间有向点云在既得三维空间显著平面法线方向上的相应的投影位置，根据点云投影位置的分布情况估计平面在法线方向上的位置偏移，从而得到三维空间显著平面的位置偏移量；

步骤D、分别对各二维图像进行预分割，并对分段区域边缘做平滑处理，获得各二维图像的区域分段信息；

步骤E、以三维空间显著平面为标注，图像预分割得到的分段区域为节点，构建马尔科夫随机场模型，并对该模型进行全局优化求解，得到最优标注情况，进而得到各个视图中相应的分段共面深度信息。

2.如权利要求1所述基于结构先验的规则场景三维信息提取方法，其特征在于，步骤D中使用分水岭算法进行各二维图像的预分割。

3.如权利要求1所述基于结构先验的规则场景三维信息提取方法，其特征在于，步骤D中使用Douglas-Peucker算法对分段区域边缘做平滑处理。

4.如权利要求1所述基于结构先验的规则场景三维信息提取方法，其特征在于，所述马尔科夫随机场模型的具体公示表达如下：

    

其中，P为关于给定的某个规则场景的一组三维平面集合, E代表某个马尔科夫随机场模型中相应的负对数似然后验概率分布，l表示这组三维平面集合对应的标注；

式中第一项为数据项，表示将三维平面标注l_s赋给某分段区域 s 的代价；score(s)表示该分段区域 s 的得分，通过以下方法得到：对该分段区域 s 中所有像素都计算其对应的归一化互相关系数，取其中归一化互相关系数最高的一半像素的归一化互相关系数的平均值作为该分段区域 s 的得分score(s)；系数σ为一个调节参数；

式中第二项为平滑项，用于衡量标注分配之后相邻节点之间平滑程度的代价，即三维平面标注l_s和l_s’同时赋给两个邻近节点分段区域s和s’ 的代价度量；N表示具有相邻关系的两个分段区域对的集合；(p, p') 表示赋予相邻分割区域的标注所代表的三维显著平面对； norm(p)表示三维显著平面p的法线方向；θ表示一个饱和参数； X 表示从当前视图摄像机中心出发，通过像素 x 的反投影视线与三维显著平面的交点；N_s为三维显著平面的法向方向；Δs 为三维显著平面离三维坐标原点的偏移量；为线性因子。

5.如权利要求4所述基于结构先验的规则场景三维信息提取方法，其特征在于，所述饱和参数θ的值为0.8。

6.如权利要求4所述基于结构先验的规则场景三维信息提取方法，其特征在于，的取值为2。