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《基于车载序列影像的建筑立面纹理的快速重建》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、文章编号:1671-8860(2005)11-0960-05文献标志码:A基于车载序列影像的建筑立面纹理的快速重建111康志忠张祖勋张剑清(1武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号,430079)摘要:提出了一种基于车载序列影像的建筑立面纹理快速重建的方法。首先进行影像预处理,包括畸变差改正、树木遮挡去除等,然后对影像进行自动纠正,在此基础上,自动选择拼接点对影像进行拼接。实验证明了本文方法的有效性。关键词:车载序列影像;建筑立面;纹理;镜头畸变;影像拼接;匀光中图法分类号:P231.5;P234.1视频资料的获取具有方便、快捷的特点,而且是十分明显的,如图1
2、(a)中,黑色直线为在影像从中可提取出密集的序列影像,包含了丰富的纹上提取的直线,而实际存在的直线由于畸变差的理信息,因而基于视频序列影像的应用研究日益影响而产生了弯曲。为了确定弯曲的程度,将提成为摄影测量和计算机视觉领域的研究热点。取的直线二分后作为初值进行重新匹配,得到图[1]Richard等人提出了基于视频序列影像进行影1(b)中的灰色和白色各一条直线。由于这两条[2]像镶嵌的方法;吴军等提出了基于直升机载视直线明显无法满足共线的条件,因此产生了图1频序列影像进行建筑墙面纹理快速重建的方法,(c)中点C到点C'的位移d,这一位移可近似认为较好地解决了建筑墙面纹理
3、的快速重建问题,但是由镜头的径向畸变引起的。径向畸变差的计算[3]使用直升机来获取影像仍然具有一定的局限性,公式如下:246不仅经济成本较高,天气状况以及城市低空高度Δx=x(rk1+rk2+rk3)(1)246限制对于影像质量也具有影响。Δy=y(rk1+rk2+rk3)建筑物车载视频的获取经济成本比较低,而且从中获取的纹理的清晰度比机载影像要高。本文对基于车载序列影像的建筑立面纹理的快速重建进行了研究,提出根据直线因镜头畸变而产生的弯图1直线因畸变差影响而产生弯曲程度的确定曲进行畸变差检校的方法来消除畸变差对影像的Fig.1TheDeterminationofCu
4、rvatureofLines影响;依据色调和平行直线信息去除影像上树木的CausedbyLensDistortion遮挡;在影像自动纠正的基础上,依据综合相关系数与几何约束的策略选择拼接点对影像进行拼式中,(x,y)为以像主点为原点的坐标;r表示像接;采用先整体匀光然后在边界衔接处进行过渡点到像主点的距离;k1、k2、k3为三个径向畸变系处理的方法来消除因照度不一致而引起的影像间数,由于镜头畸变对小像幅的数码相机的大部分的视觉差异。实验证明,最终得到的立面纹理由影响可使用参数k1来进行消除,所以本文中仅计于实现了无缝拼接,因而更为真实和美观。算k1以简化畸变差的检校过
5、程。根据位移d,结合式(1)和最小二乘平差方法1畸变差检校可对径向畸变系数k1进行检校。然而,对于径向畸变比较大的情况,如图2所畸变差对大倾角的近景数码影像产生的影响示,在弯曲的实际影像直线上提取出了多条直线,收稿日期:2005-06-02。项目来源:国家自然科学基金资助项目(40301041;40371099)。2武汉大学学报·信息科学版2005年11月因此需要对所有共线的直线进行分组,由每组直移d,得到实际影像直线的弯曲程度,再对径向畸线来确定实际影像直线的弯曲程度。图3所示为变进行检校。理想情况下近景摄影常用的像空间坐标系[4]S-XYZ,图3中直线l1和l2共
6、线,l3与l1、l2平2遮挡去除[5]行。以l1的解析面法向量n1的计算为例,计算公式为:图4(a)中建筑物的纹理有一部分被树遮挡。f(y2-y1)这一方面影响了纹理的完整性,另一方面在对建n1=f(x2-x1)筑物提取直线时,由于树的存在会产生噪声,从而x1y2-x2y1+y0(x2-x1)+x0(y1-y2)有可能会提取出错误的直线,所以应该将树的遮(2)挡去除。其中,(x1,y1)、(x2,y2)分别为直线l1两端点的坐2.1依据色调信息的遮挡去除标。由于树叶通常都为绿色或接近于绿色,所以它们的颜色信息具有很大的相似性。因此本文选择80～200的色调范围作为判断
7、任一像素是否位于遮挡区域的标准。如图4(b)为遮挡去除的结图2径向畸变大时的影像直线果。由图4(b)可知,上椭圆标注的区域中,有些Fig.2ImageLinesAffectedbyLarge像素虽然位于遮挡区域但没有被去除,而下椭圆LensDistortion标注的区域中有些像素则相反。由此可知,单纯根据色调信息来进行遮挡去除,会存在弃真和纳伪的错误。图3各直线对应的解析面法向量间的关系图4遮挡去除的结果Fig.3TheRelationshipofNormalVectorsFig.4OcclusionRemoval设直线l1的一般形式为ax+by+c
