CN107818541B - 俯视图像变换方法、装置以及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种俯视图像变换方法、装置以及汽车，其中的方法包括：在车载设备拍摄的原始图像中截取包含有在实际环境中相互平行的转换基准线，基于图像变换规则对第一图像进行变换处理，生成与第一图像对应的俯视图像，并使两个或两个以上的转换基准线在俯视图像中相互平行。本发明的俯视图像变换方法、装置以及汽车，对于车载设备拍摄的原始图像，在不需要测量摄像机或摄像头的高度和焦距等参数的情况下，依据现实中转换基准线存在的平行关系，进行图像拉伸、旋转等变换，生成俯视图像，变换处理简单易行，能够对不同来源的图像进行俯视图像变换。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种俯视图像变换方法、装置以及汽车。
背景技术
行车记录仪或其它车载设备的摄像机以及摄像头拍摄的图像属于透视变换图像，由于透视关系的存在，位于地面上的物体呈现出远大近小的特点。在某些情况下，对拍摄的图像进行图像分析需要把图像的这种透视关系转换成俯视图，例如车道线的检测与跟踪等。通常情况下，透视关系转换通常需要获取摄像机或摄像头的高度和焦距信息，建立逆转换矩阵，然后逐点进行转换，得到变换后的俯视图。目前，可以对车辆进行测量获取摄像机或摄像头的高度和焦距信息等参数，但是，在大多情况下没有机会对车辆进行测量，摄像机或摄像头的高度和焦距信息等参数是无法获得，对拍摄的图像将无法进行图像的分析以及进行透视关系转换，造成资源上的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种俯视图像变换方法、装置以及汽车，可以将车载设备拍摄的原始图像变换成俯视图像。
根据本发明实施例的一个方面，提供一种俯视图像变换方法,包括：获取车载设备拍摄的原始图像，在所述原始图像中截取包含有两个或两个以上转换基准线的第一图像，其中，在与所述原始图像对应的实际环境中，所述两个或两个以上的转换基准线为相互平行关系；基于图像变换规则对所述第一图像进行变换处理，生成与所述第一图像对应的俯视图像，并使所述两个或两个以上的转换基准线在所述俯视图像中相互平行。
根据本发明的另一方面，提供一种俯视图像变换装置,包括:转换图像获取模块，用于获取车载设备拍摄的原始图像，在所述原始图像中截取包含有两个或两个以上转换基准线的第一图像，其中，在与所述原始图像对应的实际环境中，所述两个或两个以上的转换基准线为相互平行关系；图像处理模块，用于基于图像变换规则对所述第一图像进行变换处理，生成与所述第一图像对应的俯视图像，并使所述两个或两个以上的转换基准线在所述俯视图像中相互平行。
根据本发明的另一方面，提供一种汽车，包括如上所述的俯视图像变换装置。
根据本发明的又一方面，提供一种俯视图像变换装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的俯视图像变换方法。
根据本发明的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被一个或多个处理器执行时实现如上的俯视图像变换的步骤。
本发明的俯视图像变换方法、装置以及汽车，在车载设备拍摄的原始图像中截取包含有在实际环境中相互平行的转换基准线，基于图像变换规则对第一图像进行变换处理，生成与第一图像对应的俯视图像，并使两个或两个以上的转换基准线在俯视图像中相互平行；对于车载设备拍摄的原始图像，在不需要测量摄像机或摄像头的高度和焦距等参数的情况下，依据现实中转换基准线存在的平行关系，进行图像拉伸、旋转等变换，生成俯视图像，变换处理简单易行，能够对不同来源的图像进行俯视图像变换。
本发明实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图：
图1为根据本发明的俯视图像变换方法的一个实施例的流程图；
图2A为根据本发明的俯视图像变换方法的一个实施例中的原始图像的示意图；
图2B 为根据本发明的俯视图像变换方法的一个实施例中的第一图像的示意图；
图2C为根据本发明的俯视图像变换方法的一个实施例中的第二图像的示意图；
图2D为根据本发明的俯视图像变换方法的一个实施例中的俯视图像的示意图；
图3为图像转换的坐标系示意图；
图4A为根据本发明的俯视图像变换装置的一个实施例的模块示意图；
图4B为根据本发明的俯视图像变换装置的一个实施例中的图像处理模块的模块示意图；
图5为根据本发明的俯视图像变换装置的另一个实施例的模块示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本发明实施例可以应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。
计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令 (诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。
下文中的“第一”、“第二”仅用于描述上相区别，并没有其它特殊的含义。
图1为根据本发明的俯视图像变换方法的一个实施例的流程图，如图1 所示：
步骤101，获取车载设备拍摄的原始图像，在原始图像中截取包含有两个或两个以上转换基准线的第一图像。在与原始图像对应的实际环境中，两个或两个以上的转换基准线为相互平行关系。
车载设备可以有多种，例如为行车记录仪、摄像头等。转换基准线可以选取多种，例如路面上的相互平行的道路线、道路线的两条侧边等。转换基准线的数量可以选取两条、三条等，需要保证多条转换基准线之间相互平行。
步骤102，基于图像变换规则对第一图像进行变换处理，生成与第一图像对应的俯视图像，并使两个或两个以上的转换基准线在俯视图像中相互平行。
在车载设备(例如行车记录仪)拍摄的原始图像中截取包含有转换基准线(例如车道线)的第一图像，依据现实中转换基准线(例如车道线)存在的平行关系，对第一图像进行变换处理，变换成俯视图。依据在俯视图像中的转换基准线(例如车道线)依然是平行关系的原理，对原始图像进行变换处理，包括拉伸、旋转等，直至转换基准线(例如车道线)在变换的图像呈现平行，完成图像的俯视图变换。
车载设备(例如行车记录仪)的位置一般是固定的，通过本发明的俯视图像变换方法，在不需要测量摄像机或摄像头的高度和焦距等参数的情况下，能够把需要分析的感兴趣的区域图像通过变换处理，变换成俯视图。
在一个实施例中，图像变换规则可以有多种。例如，获取行车记录仪拍摄的原始图像，如图2A所示。从原始图像中选择感兴趣的且含有包含有两条平行车道线(转换基准线)的区域图像，作为第一图像，如图2B所示。获取第一图像中的转换基准线之间的宽度数据，基于宽度数据确定拉伸比例。根据拉伸比例对第一图像进行拉伸处理，生成第二图像，如图2C所示。对第二图像进行旋转处理，使两条平行车道线相互平行，生成俯视图像，如图 2D所示。
如图2B所示，可以在第一图像中获取两条平行车道线底部之间的第一宽度和两条平行车道线顶部之间的第二宽度，将第一宽度和第二宽度的商确定为垂直拉伸比例。也可以将车道线的两条侧边作为转换基准线，获取在第一图像中获取车道线的两条侧边底部之间的第一宽度和车道线的两条侧边顶部之间的第二宽度，将第一宽度和第二宽度的商确定为垂直拉伸比例。
根据垂直拉伸比例并基于预设的图像处理算法对第一图像进行垂直拉伸处理，生成第二图像，如图2C所示。预设的图像处理算法可以有多种，例如最临近插值、双线性插值、立方卷积插值算法等。选择第一图像中的两条车道线，然后在第一图像顶端测量出两条车道线之间的宽度，在第一图像底端测量出车道线之间的宽度，拉伸比例＝第一图像底端的车道线宽度/第一图像顶端的宽度。按照拉伸比例，对第一图像进行拉伸。
通过图像变换生成的俯视图，由于成像的原因，远处的图像较小，近处较大，形成俯视图后远处的物体拉伸及近处，原始信息已经无法从图上得到，远处的信息是插值出来的信息，所以与实际图有一些差异，但在处理类似于路面上的标志、车道线等信息，通过插值出来的结果是可用的。
在一个实施例中，对第二图像进行旋转处理可以有多种方法。例如，以第二图像的顶部为转轴对第二图像进行旋转处理，直至转换基准线底部之间的第一宽度和转换基准线顶部之间的第二宽度相同。如图2D所示，对第二图像沿顶部进行旋转，直到在图像的顶部和底部的两条车道线之间的宽度相同，完成俯视图的转换。可以对第二图像沿顶部进行旋转，直到图像的高度等于进行拉伸之前的高度。
图像的旋转实际上是通过一个矩阵对所有的像素点进行相乘处理。如图 3所示，点p在平面YOZ上的投影点为q，通过q做Z轴垂线，则r是p绕 X轴旋转所得，且旋转角度为α，并且
旋转矩阵为：
由于对图像进行了拉伸，图像绕x轴旋转的结果是图像的整体高度减少。在图像旋转后使原来图像中的车道线(在原始图像中是不平行的)变成了平行，高度和拉伸前一致，即图2D的高度和图2B的高度是一样的，通过对应关系直接推导出旋转的角度α，即获取图像的底边左侧点在进行图像变化前后的坐标值即可推导出角度α。
如图4A所示，本发明提供一种俯视图像变换装置40,包括转换图像获取模块41和图像处理模块42。转换图像获取模块41获取车载设备拍摄的原始图像，在原始图像中截取包含有两个或两个以上转换基准线的第一图像。在与原始图像对应的实际环境中，两个或两个以上的转换基准线为相互平行关系。图像处理模块42基于图像变换规则对第一图像进行变换处理，生成与第一图像对应的俯视图像，并使两个或两个以上的转换基准线在俯视图像中相互平行。
如图4B所示，图像处理模块42包括：拉伸比例确定单元421、拉伸单元422和旋转单元423。拉伸比例确定单元421获取第一图像中的转换基准线之间的宽度数据，基于宽度数据确定拉伸比例。拉伸单元422根据拉伸比例对第一图像进行拉伸处理，生成第二图像。旋转单元423对第二图像进行旋转处理，使两个或两个以上的转换基准线相互平行。
在一个实施例中，拉伸比例确定单元421获取转换基准线底部之间的第一宽度和转换基准线顶部之间的第二宽度；将第一宽度和第二宽度的商确定为垂直拉伸比例。拉伸单元422根据垂直拉伸比例并基于预设的图像处理算法对第一图像进行垂直拉伸处理，生成第二图像。预设的图像处理算法包括：最临近插值、双线性插值、立方卷积插值算法等。旋转单元423以第二图像的顶部为转轴对第二图像进行旋转处理，直至转换基准线底部之间的第一宽度和转换基准线顶部之间的第二宽度相同。
在一个实施例中，本发明提供一种汽车，包括如上任意实施例中的俯视图像变换装置。
在一个实施例中，如图5所示，提供一种俯视图像变换装置，该装置可包括存储器51和处理器52，存储器51用于存储指令，处理器52耦合到存储器51，处理器52被配置为基于存储器51存储的指令执行实现上述的俯视图像变换方法。
存储器51可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器51也可以是存储器阵列。存储器51还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器52可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明的俯视图像变换方法的一个或多个集成电路。
在一个实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的俯视图像变换方法。
上述实施例提供的俯视图像变换方法、装置以及汽车，获取车载设备拍摄的原始图像中截取包含有在实际环境中相互平行的转换基准线，基于图像变换规则对第一图像进行变换处理，生成与第一图像对应的俯视图像，并使两个或两个以上的转换基准线在俯视图像中相互平行；对于车载设备拍摄的原始图像，在不需要测量摄像机或摄像头的高度和焦距等参数的情况下，依据现实中转换基准线存在的平行关系，进行图像拉伸、旋转等变换，生成俯视图像，变换处理简单易行，能够对不同来源的图像进行俯视图像变换，可应用于各种车辆。
可能以许多方式来实现本发明的方法和装置、设备。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和装置、设备。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (11)
1.一种俯视图像变换方法,其特征在于,包括：
获取车载设备拍摄的原始图像，在所述原始图像中截取包含有两个或两个以上转换基准线的第一图像，其中，在与所述原始图像对应的实际环境中，所述两个或两个以上的转换基准线为相互平行关系；
基于图像变换规则对所述第一图像进行变换处理，生成与所述第一图像对应的俯视图像，并使所述两个或两个以上的转换基准线在所述俯视图像中相互平行；
其中，所述基于图像变换规则对所述第一图像进行变换处理包括：
获取所述第一图像中的所述转换基准线之间的宽度数据，基于所述宽度数据确定拉伸比例；
根据所述拉伸比例对所述第一图像进行拉伸处理，生成第二图像；
对所述第二图像进行旋转处理，使所述两个或两个以上的转换基准线相互平行；
其中，所述获取所述第一图像中的所述转换基准线之间的宽度数据、基于所述宽度数据确定拉伸比例包括：
获取所述转换基准线底部之间的第一宽度和所述转换基准线顶部之间的第二宽度；将所述第一宽度和所述第二宽度的商确定为垂直拉伸比例。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拉伸比例对所述第一图像进行拉伸处理，生成第二图像包括：
根据所述垂直拉伸比例并基于预设的图像处理算法对所述第一图像进行垂直拉伸处理，生成所述第二图像；
其中，所述预设的图像处理算法包括：最临近插值、双线性插值、立方卷积插值算法。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述图像进行旋转处理包括：
以所述第二图像的顶部为转轴对所述第二图像进行旋转处理，直至所述转换基准线底部之间的第一宽度和所述转换基准线顶部之间的第二宽度相同。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述车载设备包括：行车记录仪；
所述转换基准线包括：路面上的道路线。
5.一种俯视图像变换装置,其特征在于,包括:
转换图像获取模块，用于获取车载设备拍摄的原始图像，在所述原始图像中截取包含有两个或两个以上转换基准线的第一图像，其中，在与所述原始图像对应的实际环境中，所述两个或两个以上的转换基准线为相互平行关系；
图像处理模块，用于基于图像变换规则对所述第一图像进行变换处理，生成与所述第一图像对应的俯视图像，并使所述两个或两个以上的转换基准线在所述俯视图像中相互平行；
其中，所述图像处理模块，包括：
拉伸比例确定单元，用于获取所述第一图像中的所述转换基准线之间的宽度数据，基于所述宽度数据确定拉伸比例；
拉伸单元，用于根据所述拉伸比例对所述第一图像进行拉伸处理，生成第二图像；
旋转单元，用于对所述第二图像进行旋转处理，使所述两个或两个以上的转换基准线相互平行；
其中，所述拉伸比例确定单元，还用于获取所述转换基准线底部之间的第一宽度和所述转换基准线顶部之间的第二宽度；将所述第一宽度和所述第二宽度的商确定为垂直拉伸比例。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述拉伸单元，用于根据所述垂直拉伸比例并基于预设的图像处理算法对所述第一图像进行垂直拉伸处理，生成所述第二图像；其中，所述预设的图像处理算法包括：最临近插值、双线性插值、立方卷积插值算法。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述旋转单元，用于以所述第二图像的顶部为转轴对所述第二图像进行旋转处理，直至所述转换基准线底部之间的第一宽度和所述转换基准线顶部之间的第二宽度相同。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述车载设备包括：行车记录仪；
所述转换基准线包括：路面上的道路线。
9.一种汽车，其特征在于，
包括如权利要求5至8任一项所述的俯视图像变换装置。
10.一种俯视图像变换装置，其特征在于，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至4中任一项所述的俯视图像变换方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被一个或多个处理器执行时实现权利要求1至4任意一项所述的俯视图像变换方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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