[发明专利]从多个图像中选择互补图像以用于3D几何提取的系统和方法

说明书

一种用于以下处理的数字处理系统，一种在数字处理系统上实现的包含以下处理的方法、以及一种包含指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在执行时实现以下方法，即：从提供的一组图像中自动选择一个或多个互补图像以用于三角测量和确定用户选择的兴趣点或几何特征的3D属性，例如建筑物屋顶的坡度(也称为俯仰角)和一个或多个尺寸相关的信息。通过使用最优性准则(也称为互补性准则)自动选择一个或多个互补图像。

相关申请

本公开要求2018年9月18日提交的第62/732768号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请的内容通过引用合并于此。在不允许援引加入的司法管辖区中，申请人保留将所述第62/732768号美国临时专利申请的任何内容或全部内容作为附录添加到这里以形成说明书的一部分的权利。

技术领域

本发明涉及用于选择一组图像并对其进行优先排序以用于提取3D几何形状的系统和方法，其中，几何形状提取使用具有点或特征的不同视角的多个图像。

背景技术

从由不同的相机角度和/或相机位置拍摄的多个航拍图像中提取3D几何形状是许多应用中关注的实际问题。一种这样的应用例如是建筑业，例如向屋顶和太阳能承包商提供信息。建筑商、建筑师和工程师可能需要了解3个维度的屋顶几何形状。。

长期以来，一直需要使用计算机技术来执行该实际应用，并且可获得用于执行该应用的产品。例如，已知将多视图图像(例如从飞机，无人机或移动设备上的相机系统拍摄的图像)与计算机技术一起用于该应用。从多个航拍图像中确定3D位置的三角测量方法是已知的。例如，已知使用从不同位置和/或角度对地面上的物体或点拍摄的航拍图像来确定3D空间中的特定点。

如本文所使用的，互补图像是如下图像，(a)在该图像中特定的感兴趣点或几何特征是可见的，以及(b)产生三角测量的解，从而能够提取几何形状。例如，已知人例如使用具有显示图像的用户界面的计算机来识别每个互补图像中的点或区域。然后，3D点三角测量技术可以在3D空间中生成点的3D坐标。

如果使用三角测量技术导出多个这种3D点坐标，并且这些点坐标对应于平面结构的顶点，则可以推断出该结构的几何信息，包括长度，坡度，区域面积等。

可能的情况是，对于一个特定的三角测量任务，在多个可得到的航拍图像中只有一些图像而非全部图像是互补的。进一步，可能不是所有的图像都能有效地作为所选图像的互补图像。因此，在本领域中需要一种系统和方法，其定义了图像适于作为所选择(“初始”)图像的补充的适合性的一个或多个度量，并且使用这样一种或多种度量来在多个可得到的航拍图像中自动确定所述初始图像的最优互补图像。

附图说明

提供以下附图和相关描述以示出本公开的实施例，并且不限制本发明的范围；范围由权利要求书限定。当结合附图参考以下详细描述时，本公开的方面和优点将变得更好被理解，这些方面和优点将变得更易于地理解，其中：

图1示出了过程的简化流程图，该过程涉及用户与数字处理系统进行交互以确定初始图像上的一个或多个几何特征，包括该系统执行根据一个或多个选择准则从提供的像素集合中自动选择初始图像的“最优”互补图像的方法。该过程包括为用户提供用户界面，用户可以在该用户界面上修改使用一个或多个所选择的补充图像确定的特征，以便重复自动选择“最优”互补图像，直到获得满意的结果。

图2示出了根据本发明的实施例的用于计算几何互补性的过程的简化示意图。

图3示出了根据本发明的实施例的用作图像重叠的一种可行度量的相机视锥体的交集的简化示意图。

图4示出了根据本发明的实施例的图像中心的位置之间的距离的简化示意图，该距离可以用作地理接近度/覆盖度的一种可行度量。

图5示出了潜在的最优图像的视锥体与所估计的围绕感兴趣特征的体积的交集的简化示意图。根据本发明的实施例，这种交集可以用作潜在最优图像中特征的存在的一种可行度量。