[發明專利]一種成像系統的建模方法

有效

• 申請號: 201611146726.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106600651B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 李中偉;劉行健;史玉升;鐘凱
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 方可

本發明公開了一種成像系統的建模方法，其包括如下步驟：S1建立圖像平面的任意一個像素點的像素坐標u與該像素點在三維空間中對應的直線l間的關系，進而推算獲得成像模型，S2解算成像模型中的模型矩陣M，獲得成像系統的模型，S3對成像系統的模型進行誤差評估，獲得誤差評估值，S4若誤差評估值落入設定范圍，判定成像系統的模型建模成功，若誤差評估值不落入設定范圍，則繼續解算模型矩陣并再次進行誤差評估，直到獲得的誤差評估值落入設定范圍。本發明基于成像系統的連續性約束原則，利用徑向基算子建立了成像系統的模型，還利用了誤差模型進行了模型的誤差評估，本發明方法在保證成像系統的模型精度的前提下，降低了模型的復雜度。

技術領域

本發明屬于計算機視覺領域，具體涉及一種針對復雜成像系統的通用模型的建模方法。

背景技術

目前，計算機視覺技術在現實生活中應用越來越多。其中，相機的成像模型與標定算法是兩個非常重要的研究主題。現有大部分相機都可利用透視模型(小孔成像模型)進行建模。在此模型中，圖像的像素點對應的空間直線都會會聚在空間中的一點，我們將此點稱為單視點(single view point)，并且空間點和像素點之間的位置關系可以用一個11自由度的自由矩陣來表示。基于以上幾何約束，Tasi[Tsai R.A versatile cameracalibration technique for high-accuracy 3D machine vision metrology usingoff-the-shelf TV cameras and lenses.IEEE Journal on Robotics and Automation,1987,3(4):323-344.]，Zhang[Zhang Z.A flexible new technique for cameracalibration.IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence,2000,22(11):1330-1334.]等人實現了針對透視模型的相機建模算法。

在實際應用中，也有一些相機模型滿足單視點約束，但是并不符合小孔成像模型，他們被稱作中心相機模型，例如：Baker及Nayar[Baker S,Nayar S K.A theory ofsingle-viewpoint catadioptric image formation.International Journal ofComputer Vision,1999,35(2):175-196]提出的反射折射相機模型(英文簡稱：catadioptric camera models)，該模型由一個透視模型的相機和一個二次曲面鏡組成。針對中心相機模型，Hartley[Hartley R,Kang S B.Parameter-free radial distortioncorrection with center of distortion estimation.IEEE Transactions on PatternAnalysis and Machine Intelligence,2007,29(8):1309-1321.]，Nister[Nistér D,Stewénius H,Grossmann E.Non-parametric self-calibration.Tenth IEEE InternationalConference on Computer Vision(ICCV'05)Volume 1.IEEE,2005,1:120-127]和Ramalingam[Ramalingam S,Sturm P,Lodha S K.Generic self-calibration of centralcameras.Computer Vision and Image Understanding,2010,114(2):210-219]等人相繼提出了數學模型及相應的模型標定算法。