[发明专利]摄像机的标定方法及摄像机标定装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像与视频技术领域，尤其涉及摄像机的标定方法及摄像机 标定装置。

背景技术

在计算机视觉和摄影测量领域中，为了获取计算机图像象素点到实际物 理空间点的对应关系，必须进行摄像机标定。摄像机标定是指在一定的摄像 机模型下，经过对其图像进行处理，利用一系列数学变换和计算方法，求取 摄像机模型的内部和外部参数的过程。目前已有大量的摄像机标定方法，其 中包括基于特定的实验条件如形状、尺寸已知的标定参照物求取摄像机模型 参数的传统的摄像机标定方法，也有不依赖于标定参照物，仅利用摄像机在 运动过程中周围环境的图像与图像之间的对应关系对摄像机进行标定的摄像 机自标定方法。传统的使用标定参照物如标定模板的方法获得了较广泛的应 用，其中典型的有Tsai的两步法，这些传统的方法由于在拍摄和标定过程中 一直需要使用标定参照物，因而给拍摄操作及标定方法使用带来了很大的不 方便。

在自由视点视频应用中，获取多摄像机的内外参是非常必要的，图像的 极线校正、深度/视差图的获取、自由视频的插值生成等几乎都要用到摄像机 内外参。如果采用传统的摄像机标定方法对多台摄像机标定，需要对每台摄 像机逐个利用标定参照物来进行标定，实现起来较为复杂和繁琐，特别是在 摄像机模型参数发生变化时，如何快速、有效对各台摄像机进行重新标定是 一个必须解决的问题。

现有技术中提供一种不使用标定模板而通过图像间单应性矩阵标定多 摄像机的方案，该方案对多摄像机进行标定时包括：一组摄像机中的每个摄 像机同步地捕获一幅图像，其中一台摄像机为主摄像机，其它摄像机为从摄 像机；从每个摄像机捕获到的每幅图像中提取特征点；使用提取到的特征点， 估计一组图像间的单应性矩阵；使用所述单应性矩阵，得到每个摄像机的外 部参数的一个线性解。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术的摄像机的标定方案 至少存在以下问题：上述通过图像间单应性矩阵标定多摄像机的方案需要估 计主从摄像机间的单应性矩阵才能求得摄像机的外部参数，由于单应性矩阵 的估计过程的稳定性和可靠性均较差，因此依此所求得的摄像机的外部参数 也较差；另外，采用标定物标定方法，需要对标定物在固定方向进行移动， 其可操作性也较差以及标定过程的复杂度较高。

发明内容

本发明实施例提供摄像机的标定方法及摄像机标定装置，采用本发明的 摄像机的标定方法可以获取较准确的摄像机的参数，提高了摄像机标定的可 操作性。

本发明实施例提供的一种摄像机的标定方法，包括：

对深度获取装置拍摄的图像和所述深度获取装置邻近的摄像机拍摄的图 像分别进行特征点检测；

将所述检测的深度获取装置拍摄的图像的特征点与所述深度获取装置邻 近的摄像机拍摄的图像的特征点进行匹配，确定所述深度获取装置拍摄的图 像与所述深度获取装置邻近的摄像机拍摄的图像之间的可匹配特征点；

基于所述深度获取装置，获得所述可匹配特征点的三维世界坐标；

根据所述可匹配特征点的三维世界坐标及所述可匹配特征点在所述深度 获取装置邻近的摄像机拍摄的图像中的图像坐标的对应关系，确定所述深度 获取装置邻近的摄像机的参数。

本发明提供的一种摄像机的标定方法，包括：

对深度获取装置邻近的摄像机拍摄的图像和所述深度获取装置非邻近的 摄像机拍摄的图像分别进行特征点检测；

将所述检测的深度获取装置邻近的摄像机拍摄的图像和所述深度获取装 置非邻近的摄像机拍摄的图像特征点进行匹配，确定所述深度获取装置邻近 的摄像机拍摄的图像和所述深度获取装置非邻近的摄像机拍摄的图像之间的 可匹配特征点；

根据预先确定的所述深度获取装置邻近的摄像机的参数，获得所述可匹 配特征点的三维世界坐标；

根据所述可匹配特征点的三维世界坐标及所述可匹配特征点在所述不邻 近的摄像机拍摄的图像中的图像坐标的对应关系，获得所述深度获取装置非 邻近的摄像机的参数。

本发明实施例提供的一种摄像机标定装置，包括：

特征点检测单元，用于对深度获取装置拍摄的图像和所述深度获取装置 邻近的摄像机拍摄的图像分别进行特征点检测；