[发明专利]基于全局搜索的灭点提取方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于全局搜索的灭点提取方法及系统，包括步骤：S1基于等效球面构建影像的极坐标格网；S2更新极坐标格网值；S3基于两条直线段组成的最小解算集合和灭点的正交特性，获得所有可能的灭点假设；S4基于极坐标格网值对所有可能的灭点假设进行验证，选取最为精确的灭点假设作为灭点提取结果。本发明在只存在1、2或3个灭点的场景均能稳定提取灭点，具有鲁棒性；实现简单，时间复杂度较小，且各步骤均适合并行处理，具有实时性；采用密集采样和全局搜索寻找最优的方法提取灭点，理论上具有全局最优性。

主权项

1.基于全局搜索的灭点提取方法，其特征是，包括步骤：S1基于等效球面构建影像的极坐标格网，初始化极坐标格网中各子格网的值G(i,j)＝0，G(i,j)表示第(i+1)行第(j+1)列子格网的值；S2对影像中所有的任意两条直线段l₁和l₂均执行如下：记l₁和l₂的交点为p'(x,y)，计算p'(x,y)在等效球面上的经纬度(λ',φ')，采用公式G(λ_deg,φ_deg)＝G(λ_deg,φ_deg)+||l₁||×||l₂||×sin(2θ)更新(λ',φ')所落入的子格网的值G(λ_deg,φ_deg)，其中，||l₁||和||l₂||分别代表l₁和l₂的长度；θ代表l₁和l₂的夹角；S3基于两条直线段组成的最小解算集合和灭点的正交特性，获得所有可能的灭点假设，本步骤进一步包括：3.1在影像中所有直线段中随机选择Its次最小解算集合，各最小解算集合中两条直线段的交点即第一个灭点v₁所有可能的灭点假设；其中，Its＝log(1‑a)/log(1‑P_max)，a表示置信度，在[0.99,0.9999]范围取值；P_max为任意最小解算集合同时对应于一个灭点的最小概率值，n为预设的影像噪声率，在[0.3,0.5]范围取值；3.2对v₁的各灭点假设，获得以v₁的各灭点假设为法向量的平面与等效球面相交的圆弧，在圆弧上密集采样，采样点在影像上的对应点即第二个灭点v₂所有可能的灭点假设；3.3利用灭点v₁、v₂、v₃间的正交特性，获得第三个灭点v₃所有可能的灭点假设；所述的灭点v₁、v₂和v₃分别表示与曼哈顿世界坐标系三个方向对应的灭点；S4对每一个v₁、v₂、v₃的灭点假设，计算v₁、v₂、v₃的灭点假设的直线段响应强度S，最大的S所对应的灭点假设即最终的灭点提取结果；G(λ_kdeg,φ_kdeg)表示(λ_k,φ_k)所落入的子格网的值，λ_kdeg和φ_kdeg分别表示λ_k和φ_k转换成度数表示后经取整得到的整数值，(λ_k,φ_k)为灭点v_k的经纬度，k＝1,2,3。