直线特征合并的方法、装置及计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及直线特征合并技术领域，特别是涉及一种直线特征合并的方法、装置及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.倾斜摄影测量能从多个不同的方向进行拍摄，获取建筑物多个角度的影像信息，被广泛用于城市三维模型重建。当前阶段，基于倾斜影像的三维重建主要通过影像密集匹配获得的三维点云来构建得到建筑物三维模型，该模型能够较好地表达建筑物的整体轮廓信息，但是在建筑物的局部边缘区域存在显著的变形，缺失等问题。然而，建筑物本身蕴含大量的直线特征，这些直线特征之间的组合包含丰富的结构信息，能够较好地表达建筑物的边缘特征。因此若能将这些直线特征用于约束密集匹配生成的三维点云，定能在一定程度上提高三维模型的精度。
3.但是目前在获取影像中的直线特征时，往往容易获得大量的短直线特征，呈现碎片化分布，从而导致后续处理不佳。因此，有必要对这些短直线特征进行合并，使其能够更好地表达建筑物的边缘特征。


技术实现要素：

4.本技术提供一种直线特征合并的方法、装置及计算机可读存储介质，能够提高直线特征合并的准确率。
5.本技术实施例一方面提供一种直线特征合并的方法，所述方法包括：获取直线特征集合；在所述直线特征集合未合并的直线特征中，确定预定直线特征，并将所述预定直线特征的其中一个端点确定为待更新端点；在所述直线特征集合未合并的直线特征中，根据与所述待更新端点的相对位置，确定第一集合；根据与所述预定直线特征的相对位置，在所述第一集合中确定第一子集合以及第二子集合；确定所述第二子集合中是否存在具有结构划分语义的划分直线特征；在不存在所述划分直线特征时，将所述第一子集合中的直线特征与所述预定直线特征进行合并，以更新所述待更新端点以及所述预定直线特征；返回执行所述在所述直线特征集合未合并的直线特征中，根据与所述待更新端点的相对位置，确定第一集合的步骤，直至满足预定条件。
6.本技术实施例另一方面提供一种直线特征合并的装置，所述直线特征合并的装置包括处理器、存储器以及通信电路，所述处理器分别耦接所述存储器、所述通信电路，所述存储器中存储有程序数据，所述处理器通过执行所述存储器内的所述程序数据以实现上述方法中的步骤。
7.本技术实施例又一方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序能够被处理器执行以实现上述方法中的步骤。
8.本技术的有益效果是：本技术在对直线特征进行合并处理时，会确定其附近是否存在具有结构划分语义的划分直线特征，在确定没有划分直线特征时，才会直线特征进行
合并处理，能够避免直线特征的过度合并，提高直线特征合并的准确率。
附图说明
9.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
10.图1是本技术直线特征合并的方法一实施方式中的流程示意图；
11.图2是图1中步骤s150的流程示意图；
12.图3是一应用场景中直线特征集合中若干直线特征的分布示意图；
13.图4是图1中步骤s160的流程示意图；
14.图5是图1中步骤s170的流程示意图；
15.图6是本技术直线特征合并的装置一实施方式的结构示意图；
16.图7是本技术直线特征合并的装置另一实施方式的结构示意图；
17.图8是本技术计算机可读存储介质一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.参阅图1，图1是本技术直线特征合并的方法一实施方式的流程示意图，该方法包括：
20.s110：获取直线特征集合。
21.其中，直线特征集合为待进行直线特征合并的集合，其包括多个直线特征，本技术的目的就是对直线特征集合中的直线特征进行合并处理。
22.在一应用场景中，步骤s110具体包括：获取待处理图像，然后提取待处理图像中的直线特征，得到直线特征集合。其中，可以采用例如lsd检测算法从待处理图像中提取直线特征。在一应用场景中，在提取待处理图像中的直线特征后，将直线特征按照从长到短的顺序依次排列，得到直线特征集合。
23.s120：在直线特征集合未合并的直线特征中，确定预定直线特征，并将预定直线特征的其中一个端点确定为待更新端点。
24.其中，预定直线特征为需要进行合并的直线特征，下面的步骤就是介绍如何将直线特征集合中的直线特征与预定直线特征进行合并。
25.同时预定直线特征包括两个端点，此处将其中一个端点确定为待更新端点。
26.其中考虑到在进行合并时，已经与其他直线特征进行合并的直线特征不能再与其他直线特征进行合并，因此在直线特征集合未合并的直线特征中，确定预定直线特征。
27.s130：在直线特征集合未合并的直线特征中，根据与待更新端点的相对位置，确定第一集合。
28.其中，与预定直线特征的确定过程相同，考虑到在确定第一集合中，直线特征集合中有的直线特征有可能已经经过合并处理，则其不能再和预定直线特征进行合并，因此在确定第一集合中，是在直线特征集合未合并的直线特征中查找，也就是说，第一集合中的直线特征在此之前未经过合并处理。
29.其中，考虑到能够与预定直线特征进行合并的直线特征一般都处于预定直线特征附近，因此本实施方式中，s130确定第一集合的具体步骤包括：在直线特征集合未被合并的直线特征中，挑选出至少一端点落在以待更新端点为圆心的预定大小的圆形区域内的直线特征，形成第一集合。
30.具体地，首先以待更新端点为圆心，确定一预定大小的圆形区域，然后只要直线特征的至少一端点落在该圆形区域且该直线特征为未被合并的直线特征，则将该直线特征挑选出来，最终形成第一集合。
31.在其他实施方式中，s130也可以是：在直线特征集合未合并的直线特征中，挑选出两端点均落在以待更新端点为圆心的预定大小的圆形区域内的直线特征，形成第一集合，或者，在直线特征集合未被合并的直线特征中，挑选出与预定直线特征的夹角小于阈值的直线特征，形成第一集合。
32.总而言之，本技术对第一集合的形成过程，不做具体限制。
33.s140：根据与预定直线特征的相对位置，在第一集合中确定第一子集合以及第二子集合。
34.其中，按照预定策略以及与预定直线特征的相对位置，在第一集合中确定第一子集合以及第二子集合。
35.在本实施方式中，步骤s140具体包括：在第一集合中，挑选出与预定直线特征的夹角小于夹角阈值的直线特征，形成第一子集合，而剩余的直线特征形成第二子集合。
36.也就是说，以与预定直线特征的夹角是否小于夹角阈值为标准，将第一集合划分为第一子集合以及第二子集合，其中，第一子集合中的直线特征与预定直线特征的夹角小于夹角阈值，第二子集合中的直线特征与预定直线特征的夹角大于或者等于夹角阈值。
37.可以理解的是，直线特征与预定直线特征的夹角越小，其越有可能与预定直线特征处于同一直线，即越有可能与预定直线特征进行合并。
38.在其他实施方式中，步骤s140还可以具体包括：在第一集合中，挑选出与预定直线特征的夹角小于第一夹角阈值的直线特征，形成第一子集合，挑选出与预定直线特征的夹角大于第二夹角阈值的直线特征，形成第二子集合，其中，第二夹角阈值大于第一夹角阈值。
39.s150：确定第二子集合中是否存在具有结构划分语义的划分直线特征。
40.若确定结果为不存在，执行步骤s160，否则执行步骤s180。
41.具体地，具有结构划分语义的划分直线特征，指的是该直线特征是两个不同结构之间的分界线，例如，相邻房屋屋顶之间的分界线就是具有结构划分语义的划分直线特征。
42.鉴于划分直线特征的含义，因为若第二子集合中存在具有结构划分语义的划分直线特征，则表明该划分直线特征附近的直线特征有可能属于两个不同的结构，因此划分直线特征附近的直线特征不能进行合并处理，进而确定预定直线特征不能与第一子集合中的直线特征进行合并。
43.在本实施方式中，为了便于说明，以下定义第一子集合中的直线特征为第一直线特征，第二子集合中的直线特征为第二直线特征，结合图2，步骤s150确定是否存在划分直线特征包括：
44.s151：确定第二子集合中是否存在与预定直线特征的第一夹角、与至少一第一直线特征的第二夹角的夹角差小于差值阈值的第二直线特征。
45.若存在，则进入步骤s152，若不存在，则进入步骤s153。
46.s152：确定第二子集合中存在划分直线特征。
47.s153：确定第二子集合中不存在划分直线特征。
48.具体地，可以按照第二直线特征从短到长的顺序依次判断第二子集合中的第二直线特征是否是划分直线特征。
49.或者，以第二直线特征两端点到待更新端点距离的较小值作为第二直线特征与预定直线特征的距离，然后按照与预定直线特征的距离从小到大的顺序，依次判断第二子集合中的第二直线特征是否是划分直线特征。
50.当然还可以按照其他顺序依次判断第二子集合中的第二直线特征是否是划分直线特征，在此不再赘述。
51.其中，可以理解的是，当确定有一条第二直线特征是划分直线特征时，则不再判断第二子集合中剩余的第二直线特征是否是划分直线特征。
52.其中，对于某一第二直线特征而言，只要第一子集合中存在一条第一直线特征，使得该第二直线特征与预定直线特征的第一夹角、该第二直线特征与该第一直线特征的第二夹角的夹角差小于差值阈值，则确定该第二直线特征为划分直线特征。
53.在其他实施方式中，也可以是，对于某一第二直线特征而言，计算其与预定直线特征的第一夹角，以及计算其与所有第一直线特征的第二夹角，而只有第一夹角与所有第二夹角之间的夹角差均小于阈值时，才确定该第二直线特征是划分直线特征，否则确定不是划分直线特征。
54.其中，计算第二直线特征与预定直线特征的第一夹角，第二直线特征与第一直线特征的第二夹角的过程如下：
55.结合图3，假设预定直线特征为直线特征l，其包括两端点ps、pe，其中端点ps为待更新端点，同时直线特征li为第一子集合中的第一直线特征，将其两端点中距离待更新端点ps较近的端点定义为端点p
ic
，较远的端点定义为p
if
，直线特征lj为第二子集合中的第二直线特征，类似地，将其两端点中距离待更新端点ps较近的端点定义为端点p
jc
，较远的端点定义为p
jf
。
56.则第二直线特征lj与预定直线特征l的第一夹角θj的计算公式为：
[0057][0058]
第二直线特征lj与第一直线特征li的第二夹角θ
ij
的计算公式为：
[0059][0060]
第一夹角与第二夹角的夹角差δθ的计算公式为：
[0061]
δθ＝|θ
j-θ
ij
|。
[0062]
从上述内容可以看出，在上述计算过程中，第一直线特征对应的直线特征向量、第二直线特征对应的直线特征向量的起点均靠近待更新端点，终点均远离待更新端点，预定直线特征对应的直线特征向量的起点为待更新端点，终点为预定直线特征的另一端点。
[0063]
s160：确定第一子集合中是否存在能够与预定直线特征合并的待合并直线特征。
[0064]
若确定结果为存在，则执行步骤s170，否则执行步骤s180。
[0065]
具体地，在第二子集合中不存在具有结构划分语义的划分直线特征时，为了合并的准确率，此时并不直接确定预定直线特征一定能够其他直线特征进行合并，还要具体确定第一子集合中是否存在能够与预定直线特征进行合并的待合并直线特征。
[0066]
在本实施方式中，结合图4，步骤s160确定第一子集合中是否存在待合并直线特征的步骤，包括：
[0067]
s161：确定第一子集合中是否存在远离待更新端点一端的端点在预定直线特征所处直线上的垂直投影点，落在预定直线特征之外的直线特征。
[0068]
若存在，则进入步骤s162，否不存在，则进入步骤s163。
[0069]
s162：确定第一子集合中存在待合并直线特征。
[0070]
s163：确定第一子集合中不存在待合并直线特征。
[0071]
具体地，结合图3，将第一直线特征li远离待更新端点ps的端点p
if
垂直投影至预定直线特征l所处的直线上，得到垂直投影点pi′f，若该垂直投影点pi′f落在预定直线特征l之外，则确定第一直线特征li能够与预定直线特征l进行合并，否则确定第一直线特征li不能够与预定直线特征l进行合并。也就是说，若直线特征pi′fpe的长度大于直线特征pspe的长度，则确定第一直线特征li能够与预定直线特征l进行合并。
[0072]
在其他实施方式中，还可以采用其他方法确定第一直线特征li能否与预定直线特征l进行合并，例如，判断第一直线特征li与预定直线特征l的夹角是否小于阈值，若小于，则确定第一直线特征li能够与预定直线特征l进行合并，否则确定为不能够。
[0073]
其中，可以按照某一预定顺序依次判断第一子集合中的直线特征是否能够与预定直线特征进行合并，若判断有一个直线特征能够与预定直线特征进行合并，则不再对剩下的直线特征进行判断。
[0074]
其中考虑到，直线特征与预定直线特征的夹角越小，其越有可能与预定直线特征处于同一直线，即越有可能与预定直线特征进行合并，在本实施方式中，按照与预定直线特征的夹角从小到大的顺序，依次确定第一子集合中的直线特征是否是待合并直线特征。
[0075]
当然在其他实施方式中，也可以以第一直线特征两端点到待更新端点距离的较小值作为第一直线特征与预定直线特征的距离，然后按照与预定直线特征的距离从小到大的顺序，依次确定第一子集合中的第一直线特征是否是待合并直线特征。
[0076]
s170：将待合并直线特征与预定直线特征进行合并，以更新待更新端点以及预定直线特征。
[0077]
s180：确定不能更新待更新端点。
[0078]
其中，在确定第一子集合中存在待合并直线特征后，将待合并直线特征与预定直线特征进行合并，然后用合并得到的直线特征更新预定直线特征，用合并得到的新端点更新待更新端点。
[0079]
在本实施方式中，结合图5，步骤s170将待合并直线特征与预定直线特征进行合并的步骤，包括：
[0080]
s171：确定待合并直线特征远离待更新端点一端的端点，在预定直线特征所处直线上的垂直投影点。
[0081]
s172：将预定直线特征延长至垂直投影点，得到更新后的预定直线特征，其中，垂直投影点为更新后的待更新端点。
[0082]
具体地，继续结合图3，在确定第一直线特征li能够与预定直线特征l进行合并后，将第一直线特征li远离待更新端点ps的端点p
if
，在预定直线特征l所处的直线上的垂直投影点pi′f代替端点ps成为更新后的待更新端点，连接端点pi′f和端点pe，得到新直线，并用新直线代替预定直线l，也就是说，在经过更新后，预定直线l的两端点分别为端点pi′f和端点pe，而其中端点pi′f为待更新端点。
[0083]
在其他实施方式中，将待合并直线特征与预定直线特征进行合并的方法还可以是：连接待合并直线特征远离待更新端点一端的端点和预定直线l的端点pe(预定直线l远离待更新端点另一端的端点)，得到更新后的预定直线，其中待合并直线特征远离待更新端点一端的端点为更新后的待更新端点。
[0084]
执行完步骤s170后，返回执行步骤s130，直至确定不能更新待更新端点，整个流程结束，也就是说，当确定不能更新待更新端点时，确定满足预定条件而结束流程。
[0085]
需要说明的是，除了发生第二子集合中存在具有结构划分语义的划分直线特征、第一子集合中不存在能够与预定直线特征进行合并的待合并直线特征这两种情况确定不能更新待更新端点外，还隐含存在一种情况也确定不能更新待更新端点：不存在与待更新端点对应的第一子集合，也就是说，此时在确定集合时，如果不能找到与待更新端点对应的第一子集合，整个流程也结束。需要说明的是，在其他实施方式中，当步骤s150中确定第二子集合中存在具有结构划分语义的划分直线特征时，也可以不立即就判定为不能更新待更新端点，而是结合其他参数继续进行确定，例如，确定存在的划分直线特征的长度是否满足要求，只有在长度满足要求的情况下，才最终确定不能更新待更新端点，否则还可以继续执行步骤s160。
[0086]
同样地，当步骤s160确定第一子集合中不存在能够与预定直线特征合并的待合并直线特征时，也可以不立即就判定为不能更新待更新端点，而是结合其他参数继续进行确定，例如，确定第一子集合中是否存在长度小于阈值的第一直线特征，只有在不存在长度小于阈值的第一直线特征的情况下，才最终确定不能更新待更新端点。
[0087]
同时在其他实施方式中，除了在确定不能更新待更新端点时，判定满足预定条件而结束流程，还可以在达到其他条件时判定满足预定条件而结束流程，例如，当返回执行步骤s130的次数达到次数阈值时，避免发生直线特征的过度合并，此时强制结束流程，也就是说，当返回执行步骤s130的次数达到次数阈值时，判定满足预定条件而结束流程。
[0088]
同时在其他实施方式中，在判定第二子集合中不存在划分直线特征时，还可以直
接将第一子集合和预定直线特征进行合并，无需进行是否存在待合并直线特征的确定，例如，直接将第一子集合中与预定直线特征的夹角最小的直线特征，与预定直线特征进行合并，或者，将距离预定直线特征最近的直线特征(距离待更新端点最近的端点到待更新端点的距离作为对应直线特征与预定直线特征的距离)，与预定直线特征进行合并。
[0089]
在满足预定条件而结束上述流程后，本技术的方法还包括：
[0090]
将预定直线特征的另一端点确定为待更新端点，再次执行步骤s130至步骤s170，直至再次满足预定条件，此时确定完成预定直线特征的合并。
[0091]
具体地，在确定完成更新待更新端点后，完成了预定直线特征与位于其一端附近的直线特征的合并，因此此后将预定直线特征的另一端点作为待更新端点，将预定直线特征与位于其另一端附近的直线特征进行合并，直至再次确定满足预定条件，从而确定完成预定直线特征的合并。
[0092]
为了更好地理解，继续参阅图3，假设对于预定直线l，一开始以其端点ps为待更新端点，经过图1的流程后，完成了预定直线l与位于端点ps附近的直线特征的合并，然后以端点pe为待更新端点，重复合并过程，直至端点pe的更新完成，从而完成了预定直线l的合并过程。
[0093]
在本实施方式中，在确定完成预定直线特征的合并后，还需要对直线特征集合中的其他直线特征继续进行合并，因此返回执行步骤s120，重新确定预定直线特征，直至直线特征集合中未合并的直线特征遍历完成。
[0094]
如前述相关内容所介绍，已经与其他直线特征合并过的直线特征不能作为另一个直线特征的合并对象，因此在将直线特征进行合并后，对进行合并的直线特征打上标记，步骤s120在确定预定直线特征，以及步骤s130在确定第一集合时，可以直接在直线特征集合中没有标记的直线特征中查找。
[0095]
其中需要说明的是，当将直线特征集合中的某一条直线特征作为预定直线特征并执行上述将两个端点都依次作为待更新端点的流程后，发现其与任何一条直线特征都无法进行合并，因此后续在执行步骤s120时，该直线特征不会再作为预定直线特征，但是在执行步骤s130时，其可以作为另一直线特征的待合并对象，也就是说，其可能出现在第一集合中。
[0096]
也就是说，每次执行步骤s120时，实际上是在直线特征集合未合并且在此之前未被确定为预定直线特征的直线特征中，确定预定直线特征。
[0097]
在一应用场景中，每次执行步骤s120时，在直线特征集合未合并且在此之前未被确定为预定直线特征的直线特征中，将长度最长的直线特征确定为预定直线特征。
[0098]
在本实施方式中，本技术的方法还包括：将每次完成预定直线特征的合并后得到的合并直线特征进行保存，得到合并集合，然后对合并集合中的直线特征进行长度约束，剔除长度小于长度阈值的细碎直线特征，得到最终的合并集合。
[0099]
需要说明的是，如前述分析可知，有的合并直线特征是经过合并得到的，而有的合并直线特征可能就是直线特征集合中的原直线特征，也就是说，该直线特征不能与直线特征集合中的任何一个直线特征发生合并。
[0100]
在本实施方式中，本技术的方法还包括：形成直线特征集合与最终的合并集合的对应关系并进行保存，该对应关系表明最终的合并集合中的直线特征是由直线特征集合中
的对应直线特征进行合并而得到的。
[0101]
从上述内容可以看出，本技术的方法在直线特征合并的过程中，增加了具有结构划分语义的直线特征的约束，在具有结构划分语义的直线特征附近停止合并，能够避免直线特征的过度合并。
[0102]
参阅图6，图6是本技术直线特征合并的装置一实施方式的结构示意图。该直线特征合并的装置200包括处理器210、存储器220以及通信电路230，处理器210分别耦接存储器220、通信电路230，存储器220中存储有程序数据，处理器210通过执行存储器220内的程序数据以实现上述任一项实施方式方法中的步骤，其中详细的步骤可参见上述实施方式，在此不再赘述。
[0103]
其中，直线特征合并的装置200可以是电脑、手机等任一项具有信息处理能力的装置，在此不做限制。
[0104]
参阅图7，图7是本技术直线特征合并的装置另一实施方式的结构示意图。该直线特征合并的装置300包括集合获取模块310、预定直线特征确定模块320、第一集合确定模块330、第二集合确定模块340、划分直线特征确定模块350、直线特征合并模块360。
[0105]
集合获取模块310用于获取直线特征集合。
[0106]
预定直线特征确定模块320与集合获取模块310连接，用于在直线特征集合未合并的直线特征中，确定预定直线特征，并将预定直线特征的其中一个端点确定为待更新端点。
[0107]
第一集合确定模块330与预定直线特征确定模块320连接，用于在直线特征集合未合并的直线特征中，根据与待更新端点的相对位置，确定第一集合。
[0108]
第二集合确定模块340与第一集合确定模块330连接，用于根据与预定直线特征的相对位置，在第一集合中确定第一子集合以及第二子集合。
[0109]
划分直线特征确定模块350与第二集合确定模块340连接，用于确定第二子集合中是否存在具有结构划分语义的划分直线特征。
[0110]
直线特征合并模块360与划分直线特征确定模块350连接，用于在划分直线特征确定模块350确定不存在划分直线特征时，将第一子集合中的直线特征与预定直线特征进行合并，以更新待更新端点以及预定直线特征。
[0111]
同时第一集合确定模块330、第二集合确定模块340、划分直线特征确定模块350以及直线特征合并模块360还会重复执行相应步骤，直至满足预定条件。
[0112]
其中，直线特征合并的装置300可以是电脑、手机等任一项具有信息处理能力的装置，在此不做限制。
[0113]
同时，本技术的集合获取模块310、预定直线特征确定模块320、第一集合确定模块330、第二集合确定模块340、划分直线特征确定模块350、直线特征合并模块360在工作时相互配合，以完成上述任一项实施方式中直线特征合并的方法中的步骤，其中详细的步骤可参见上述实施方式，在此不再赘述。
[0114]
参阅图8，图8是本技术计算机可读存储介质一实施方式的结构示意图。该计算机可读存储介质400存储有计算机程序410，计算机程序410能够被处理器执行以实现上述任一项方法中的步骤。
[0115]
其中，计算机可读存储介质400具体可以为u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等可以存储
计算机程序410的装置，或者也可以为存储有该计算机程序410的服务器，该服务器可将存储的计算机程序410发送给其他设备运行，或者也可以自运行该存储的计算机程序410。
[0116]
以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。