[0006] 本发明提出一种实时的、可并行的基于深度图像的平面检测及分割方法。
[0007] 一种基于深度图像的实时平面检测及提取的方法，可以准确地对场景中存在非正交平面的深度图提取出平面信息，包括以下步骤：
[0008] 步骤1：对深度图像做预处理，并对深度图像提取区块信息，具体步骤如下：
[0009] 1‑1.使用双边滤波算法对深度图像做滤波处理；
[0010] 1‑2.然后将深度图像划分为多个等大小矩形的区块；
[0011] 1‑3.如图2所示，将矩形区块中的像素反投影到三维空间中得到三维点云，提取区块的切平面信息，包括区块的空间坐标、切平面的法向量、切平面与原点的距离、区块置信度。记第(u,v)区块为patch(u,v)。
[0012] 步骤2：对区块的几何参数分布做降维统计；
[0013] 2‑1.如图3所示，将各个区块的法向量做球极映射从三维空间nx‑ny‑nz到二维平面Px‑Py上；
[0014] 2‑2.对映射到二维平面Px‑Py上的法向量点做栅格划分，并以高斯加权的方式对二维平面Px‑Py上的法向量点做直方图统计，得到Px‑Py直方图；
[0015] 2‑3.对Px‑Py直方图查找8‑领域极大值，并将对应点Px‑Py坐标做球极逆映射得到估计的平面法向量参数。
[0016] 步骤3：对估计的各个平面法向量查找平行平面；
[0017] 3‑1.将所有区块的空间坐标与估计的平面法向量作内积，即将区块的空间坐标向法向量方向上做投影；
[0018] 3‑2.对投影得到的区块分布做直方图统计，并查找极大值，即得到该法向量上各个平行平面与原点的距离；
[0019] 步骤4：平面参数优化，记第i个平面参数为Pi，包含平面的法向量以及平面与原点的距离；
[0020] 4‑1.使用MeanShift优化Pi，消除直方图统计的栅格误差，单次迭代过程为：查找在均值半径内的所有区块并计算其均值，得到新的Pi。
[0021] 4‑2.使用K‑means对每个区块查询最接近的平面参数，并通过查询结果优化Pi。
[0022] 本发明有益效果如下：
[0023] 本发明根据深度图像的成像原理及平面结构的空间特性，使得计算机可以实时地通过深度图像获取环境中的平面结构信息，使得三维重建结果更加准确。从而准确高效地从深度图像中提取平面结构信息。
[0024] 传统的对深度图提取平面的方法仅基于曼哈顿平面假设的前提下，即假设空间中所有平面均相互正交，没有涉及存在非正交平面的情况。平面相互正交的条件对深度图平面提取算法的影响主要在实时性和准确性上。本发明是提出一种实时的、可并行的、高效的深度图平面检测及提取算法，且多个平面可以是非正交的几何关系。
[0025] 传统的对深度图提取平面的方法，需要提取主平面信息，即先提取出深度图中最大的平面，再通过空间中所有平面均相互正交的先验条件提取剩余的平面。而在现实中，空间中的平面可以是非相互正交的。为此，利用本发明能够对深度图提取场景中所有平面的几何信息，算法结果更加准确全面。
