[发明专利]4D全息捕捉系统的快速精确标定方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开一种4D全息捕捉系统的快速精确标定方法、系统及存储介质，将具有若干标定面的标定装置置于4D全息捕捉系统的表演空间中，其中，标定装置的每一个标定面上均设置有若干控制点与控制直线，通过4D全息捕捉系统中各摄像机对标定装置进行拍摄，具体包括以下步骤：步骤101，获取标定图像；步骤102，对所有标定图像进行识别，获得各标定图像中的控制点与控制直线的二维图像表示；步骤103，通过各控制点与控制直线在标定装置上的三维空间表示与二维图像表示结合摄像机标定方法进行摄像机标定，得到4D全息捕捉系统中各摄像机的内外参数，对4D全息捕捉系统中的多个摄像机同时进行高效、高精度、高稳定性的标定。

技术领域

本发明涉及视频成像技术领域，具体是一种4D全息捕捉系统的快速精确标定方法、系统及存储介质。

背景技术

4D全息捕捉是指对现实空间静态或动态场景高质量、逼真的4D虚拟复现方法。具体的，4D是指3D空间及1D时间，即对场景物体不仅在空间上进行三维复现，也在时间维度上是可针对动态物体的4D全息捕捉也就是一种三维动态影像创建技术。全息是指对物体的虚拟复现是全方位的，包含的细节很丰富和逼真，例如人体的表情、姿态、服装、毛发等各种细节都能逼真复现。4D全息捕捉得到的三维动态影像我们称为4D视频或立体视频。

4D视频或立体视频相对于传统的媒介，具有以下特点：1)传统的媒介如图片、视频或全景视频，本质上都是2D内容，其视角和视点是不可以主动改变的；而4D视频本质是3D内容，其视角可以主动改变，并且视点位置是可以主动移动的；2)4D视频能够与传统的视频、全景视频等进行融合。所谓融合是指4D视频的内容可以以三维到二维的投影方式与普通视频、全景视频相叠加，得到虚拟和现实相互叠加的新图像内容。

如何快速、高精度对4D全息捕捉系统进行标定是4D全息捕捉的关键问题之一，关系到4D全息捕捉能复现的物体的三维精度。现有技术中常规4D全息捕捉系统的标定方法，需要对4D全息捕捉系统中的每一个摄像机一一进行标定，每一个摄像机标定过程中都需要单独对标定板进行拍摄获得标定图像，效率很低，使得4D全息捕捉系统中所有的摄像机全部获得标定图像将花费大量的时间成本；同时现有技术中对摄像机标定过程中获取的标定图像中所有的控制点在三维坐标系中都是处于同一个平面，使得在摄像机的标定过程中较易受到误差的影响，使得标定精度不高。

发明内容

针对现有技术中4D全息捕捉系统的标定效率、精度低的问题，本发明提供一种4D全息捕捉系统的快速精确标定方法、系统及存储介质。

为实现上述目的，本发明提供一种4D全息捕捉系统的快速精确标定方法，将具有若干标定面的标定装置置于4D全息捕捉系统的表演空间中，其中，标定装置的每一个标定面上均设置有若干控制点与控制直线，通过4D全息捕捉系统中各摄像机对标定装置进行拍摄，具体包括以下步骤：

步骤101，获取标定图像；

步骤102，对所有标定图像进行识别，获得各标定图像中的控制点与控制直线的二维图像表示；

步骤103，通过各控制点与控制直线在标定装置上的三维空间表示与二维图像表示结合摄像机标定方法进行摄像机标定，得到4D全息捕捉系统中各摄像机的内外参数。

进一步优选的，所述控制点为黑白棋盘格图像中黑方块和/或白方块的角点，所述控制直线为黑白棋盘图像中由各黑方块与白方块之间的分割线。

进一步优选的，黑白棋盘格图像中至少有一部分黑方块和/或白方块上设置有标识，用于对控制点和控制直线进行识别，进而匹配同一个控制点和/或控制直线的二维图像表示与三维空间表示。

进一步优选的，所述通过4D全息捕捉系统中各摄像机对标定装置进行拍摄，具体为：

通过4D全息捕捉系统中各摄像机对标定装置处于4D全息捕捉系统的表演空间中不同位置时的情况分别进行拍摄。