3_Single_View_Metrology

CS231A笔记
文章截图大多来自斯坦福CS231A课程;


1 2d中的变换

1.1 几何变换

1.2 相似变换

1.3 仿射变换

1.4 投影变换

投影变换4个共线点的交叉率:


2 vanishing points and lines (灭点)

2.1 无穷点

对于两条直线的交点:

但是,如果两条平行直线的交点,在齐次坐标系进行计算:

  • 在欧氏坐标系下, 这个点是无穷的;
  • 两条线段的交点也是无穷的;

2.2 无穷线

2.3 无穷点的投影变换

2.4 无穷线的投影变换

3 3d中的点和面


  • 线段

3.1 3d中的无穷点

3.2 vanishing points

无穷点的投影变换不在是无穷的;

给定一个相机参数K,R,T,得到灭点:

定义一个平行线的超集为一个平面,每对平行线的交点都是无穷点,这些无穷点组成的线段就是无穷线,这个平面的无穷线经过投影变换H后不再是无穷的,被称为vanishing line 或者 horizon line,可以通过以下计算:

例如:

  • 橙色的是水平线,两个铁轨的交点在水平线,那么这两条铁轨就是水平线;

3.3 面

通过3d的平面法线n和对应的水平线,可以得到以下公式:


  • 如果相机的参数已知晓,那么可以得到水平线相关的平面的方向;

3.4 无穷面

  • 定义:2个或多个无穷线组成的平面
  • 在齐次坐标系下用[0 0 0 1]T表示

设两对平行线的灭点为v1,v2, 平行线的方向分别为d1,d2,那么这两个方向的夹角为:

可以同时扩展到平面:

3.5 投影变换 总结

  • 使用投影变换,可以将无穷点投影为灭点;
  • 无穷线投影为水平线;