[發明專利]全景立體視頻系統的校準方法和裝置

有效

• 申請號: 201680078559.3
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN109076200B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 虞晶怡;馬毅
• 申請（專利權）人: 上海科技大學
• 主分類號: H04N9/09
• 分類號: H04N9/09;G03B37/04
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 智云

一種全景立體視頻系統的校準方法和裝置，攝像頭陣列包括用于拍攝多個圖像以生成全景圖的多個攝像頭，該多個攝像頭之間的相對位置基本恒定，方法包括：將攝像頭陣列從第一位置移動到第二位置；測量攝像頭陣列上的參考點在第一位置和第二位置之間的齊次變換矩陣；由所述攝像頭陣列的第一攝像頭和第二攝像頭在所述第一位置和第二位置處拍攝圖像；以及根據由所述第一攝像頭和第二攝像頭在所述第一位置和第二位置處拍攝的圖像，確定該第一攝像頭和第二攝像頭之間的齊次變換矩陣。該方法還包括：識別由所述第一攝像頭在所述第一位置和第二位置處拍攝的圖像中的特征；以及根據該特征，估算所述第一攝像頭從所述第一位置至所述第二位置的旋轉。

技術領域

本發明涉及用于拍攝、處理、壓縮及顯示3D全景立體視頻的全景立體視頻系統，尤其涉及對全景立體視頻系統內的攝像頭陣列進行校準的方法和裝置。

背景技術

多攝像頭陣列已經在立體視覺和全景視頻系統中得到廣泛使用。恰當校準此類攝像頭的外部參數為運行任何復雜視覺或視頻算法的先決條件，這是因為當攝像頭間的空間關系未精確定義時此類算法往往遭遇失敗。當攝像頭視場(FOV)內存在較大重疊區域時，現有的攝像頭校準方法表現良好。然而，當重疊區域較小或者甚至不存在重疊區域時，此類現有方法往往因重疊區域的低分辨率或因無法在重疊區域內找出共同圖案而無能為力。

因此，需要一種對重疊視場較小或甚至無重疊視場的攝像頭進行校準的可靠方法。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明實施方式提供一種對全景立體視頻系統中各攝像頭具有較小共同視場或甚至沒有共同視場的攝像頭陣列進行校準的方法和裝置。

根據本發明一種實施方式，提供一種圖像獲取裝置，該圖像獲取裝置用于拍攝圖像以生成全景圖，該圖像獲取裝置包括：攝像頭陣列，該攝像頭陣列包括多個攝像頭，所述多個攝像頭用于拍攝多個圖像以生成全景圖，其中，該多個攝像頭之間的相對位置基本恒定；以及用于校準所述多個攝像頭的攝像頭校準單元，其中，當所述攝像頭陣列從第一位置移動至第二位置時，所述多個攝像頭用于在所述第一位置和第二位置處拍攝圖像，所述攝像頭校準單元根據由第一攝像頭和第二攝像頭在所述第一位置和第二位置處所拍攝的圖像，確定該第一攝像頭和第二攝像頭之間的齊次變換矩陣。

優選地，所述攝像頭校準單元用于識別由所述第一攝像頭在所述第一位置和第二位置處所拍攝的圖像中的特征，并根據該特征估算所述第一攝像頭從所述第一位置至所述第二位置的旋轉。

優選地，所述攝像頭陣列設置為從所述第一位置隨機移動至所述第二位置。

優選地，在所述第一位置處的所述攝像頭陣列的軸線與在所述第二位置處的該攝像頭陣列的軸線不平行。

優選地，所述第一攝像頭和第二攝像頭具有不重疊的視場。

根據本發明另一實施方式，提供一種攝像頭陣列校準方法，該攝像頭陣列包括多個攝像頭，該多個攝像頭用于拍攝多個圖像以生成全景圖，其中，該多個攝像頭之間的相對位置基本恒定，所述方法包括：將所述攝像頭陣列從第一位置移動到第二位置；測量所述攝像頭陣列上的參考點在所述第一位置和第二位置之間的齊次變換矩陣；由所述攝像頭陣列的第一攝像頭和第二攝像頭分別在所述第一位置和第二位置處拍攝圖像；以及根據所述第一攝像頭和第二攝像頭在所述第一位置和第二位置處所拍攝的圖像，確定該第一攝像頭和第二攝像頭之間的齊次變換矩陣。

優選地，所述方法還包括：識別由所述第一攝像頭在所述第一位置和第二位置處所拍攝的圖像中的特征；以及根據該特征，估算所述第一攝像頭從所述第一位置至所述第二位置的旋轉。

優選地，所述方法還包括：將所述攝像頭陣列從所述第一位置隨機移動至所述第二位置。

優選地，在所述第一位置處的所述攝像頭陣列的軸線與所述攝像頭陣列在所述第二位置處的所述攝像頭陣列的軸線不平行。

優選地，所述第一攝像頭和第二攝像頭具有不重疊的視場。