[發明專利]一種對多臺攝像機進行全局顏色校準的方法

有效

• 申請號: 200910092377.3
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101651844A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 戴瓊海;李坤;徐文立
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00;G06T7/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所（普通合伙）
• 代理人: 羅文群

1.一種對多臺攝像機進行全局顏色校準的方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

(1)將顏色校準物放置在場景中心位置，使N臺攝像機對準場景中心，其中的顏色校準物為一圓柱面，圓柱面上均布有x行、y列色塊，每行色塊上各色塊之間的顏色相同，每列色塊上的各色塊之間顏色不同；

(2)同時使N臺攝像機對處于場景中心的顏色校準物采集一幅圖像；

(3)對上述每一幅采集的圖像，采用尺度不變特征變換方法進行特征點檢測，以檢測得到的特征點為中心，截取大小為r₁×r₁的像素塊，判斷像素塊內的顏色是否相同，若不相同，則將相應的特征點刪除，若相同，則保留相應的特征點；

(4)采用最好最先方法，依次將上述每臺攝像機圖像上保留的特征點與相鄰攝像機圖像上保留的特征點進行匹配，分別以匹配的兩個特征點為中心，截取大小為r₂×r₂的像素塊，判斷兩個像素塊之間的零均值歸一化互相關相關度，若相關度低于設定相關度，則刪除該匹配，若相關度大于或等于設定相關度，則保留該匹配；

(5)將上述保留的所有匹配進行串連，得到M個N臺攝像機之間的全局對應關系，形成集合E＝{e_m}_1≤m≤M，其中?γ_i為全局對應關系中的攝像機號，?為全局對應關系在攝像機γ_i圖像上的像素位置，N_m為全局對應關系中的攝像機個數；

(6)根據上述N臺攝像機之間的全局對應關系，在三個顏色通道上分別建立超定線性方程組并求解，得到每個攝像機的增益參數g_n和偏移參數b_n，1≤n≤N，具體過程如下：

(6-1)對于上述全局對應關系e_m中的每一個攝像機γ_k，1≤k≤N_m，分別有：

其中，?，?表示攝像機γ_i圖像上與匹配特征點相對應的像素位置?的顏色值，根據上式，得到線性方程：

將所有全局對應關系的所有攝像機的線性方程聯立，形成一個超定線性方程組Ax＝0；

(6-2)計算上述所有全局對應關系在所有相關攝像機圖像上顏色的平均值；

(6-3)將由步驟(6-2)計算得到的平均值由小到大排列，并選擇與前t％和后t％的平均值相對應的全局對應關系作為黑水平l_b和白水平l_w，其中t為設定值，對于選擇的全局對應關系e_m的所有攝像機γ_k，有：

或

將所有與被選作黑、白水平的全局對應關系的所有攝像機相對應的線性方程聯立，形成一個動態范圍整形約束Cx＝d；

(6-4)上述動態范圍整形約束以權重ω加入到步驟(6-1)的線性方程組中，即有

使用卡茨馬爾茲方法求解以上線性方程組；

(7)對上述得到的每個攝像機的增益參數g_n和偏移參數b_n進行判斷，若所有攝像機的參數g_n和b_n不能同時滿足g_n＝1，b_n＝0，則使所有攝像機根據求解得到的顏色校準參數重新設置，并拍攝新的圖像，轉步驟(6)；若所有攝像機的參數g_n和b_n同時滿足g_n＝1，b_n＝0，則使所有攝像機根據求解得到的顏色校準參數重新設置。?