[发明专利]亮度函数获取方法以及相关装置

权利要求书

1.一种亮度函数获取方法，其特征在于，包括：

获取从第一角度拍摄的显示屏幕的第一图像，所述第一角度为用于摄像机标定的拍摄角度；

获取从第二角度拍摄的显示屏幕的第二图像以及亮度图像，所述第二角度为用户指定的任意拍摄角度；

根据所述第一图像计算摄像机参数；

根据所述摄像机参数和所述显示屏幕的位置参数建立从所述显示屏幕的坐标到从所述第一角度拍摄的图像坐标的第一坐标映射关系；

根据所述第一图像和所述第二图像建立从所述第一角度拍摄到的图像坐标到所述第二角度的拍摄到的图像坐标的第二坐标映射关系；

根据所述第一坐标映射关系和第二坐标映射关系计算得到从所述显示屏幕的坐标到从所述第二角度拍摄的图像坐标的第三坐标映射关系；

根据所述第三坐标映射关系和所述亮度图像计算得到所述显示屏幕的线性化亮度函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若从所述第二角度拍摄到的亮度图像为非线性数据，则所述根据第三坐标映射关系和所述亮度图像计算得到所述显示屏幕的线性化亮度函数，包括：

根据所述第三坐标映射关系对所述亮度图像进行坐标变换，得到所述显示屏幕坐标的亮度函数，对所述显示屏幕坐标的亮度函数进行线性化处理，得到所述显示屏幕的线性化亮度函数；

或，

对所述亮度图像进行线性化处理，得到从所述第二角度拍摄到的线性化亮度图像，根据所述第三坐标映射关系对所述线性化亮度图像进行坐标变换，得到所述显示屏幕的线性化亮度函数；

若从所述第二角度拍摄到的亮度图像为线性数据，则所述根据第三坐标映射关系和所述亮度图像计算得到所述显示屏幕的线性化亮度函数，包括：

根据所述第三坐标映射关系对所述亮度图像进行坐标变换，得到所述显示屏幕的线性化亮度函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像机参数包括：内部参数和外部参数；

所述内部参数包括：焦距，摄像机的光心坐标，图像中心点的坐标，镜头径向畸变的一阶系数；

所述外部参数包括：三维空间世界坐标系与摄像机坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据第一图像计算摄像机参数，包括：

根据所述第一图像提取所述显示屏幕的轮廓坐标；

根据轮廓坐标获取所述显示屏幕的上轮廓曲线和下轮廓曲线；

使用非线性迭代优化算法根据所述轮廓坐标、上轮廓曲线和下轮廓曲线估测摄像机参数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据轮廓坐标获取所述显示屏幕的上轮廓曲线和下轮廓曲线，包括：

对所述第一图像做CANNY算子的边缘提取，得到边缘图像；

去除所述边缘图像中除上轮廓以及下轮廓之外的边缘数据，得到上轮廓坐标和下轮廓坐标；

使用多项式模型和最小二乘法分别对所述上轮廓坐标和下轮廓坐标进行上边缘和下边缘的拟合，得到上轮廓曲线和下轮廓曲线。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用非线性迭代优化算法根据所述轮廓坐标、上轮廓曲线和下轮廓曲线估测摄像机参数之后，还包括：

将所述估测的摄像机参数作为初始摄像机参数；

使用所述上轮廓曲线和下轮廓曲线计算所述初始摄像机参数的估测误差；

使用所述估测误差和非线性迭代优化算法再次估测摄像机参数。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据摄像机参数和所述显示屏幕的位置参数建立从所述显示屏幕的坐标到从所述第一角度拍摄的图像坐标的第一坐标映射关系，包括：

获取第一图像在摄像机的成像平面内的任意点坐标；

将所述成像平面内的任意点与摄像机的光心相连，得到第一直线；

根据所述显示屏幕的位置参数还原所述显示屏幕的曲面，所述第一直线与所述显示屏幕的曲面相交，得到相交点坐标，所述任意点坐标与所述相交点坐标一一映射；

根据各个所述任意点坐标以及所述任意点坐标对应的相交点坐标建立从所述显示屏幕的坐标到从所述第一角度拍摄的图像坐标的第一坐标映射关系。