[發明專利]基于圖像識別的廣角攝像機畸變渲染方法

在審

• 申請號: 201711380839.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN109949230A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 范建華
• 申請（專利權）人: 艾迪普（北京）文化科技股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于圖像識別的廣角攝像機畸變渲染方法，該方法包括：在攝像機鏡頭的zoom變化范圍內，選取多個zoom采樣點；獲取每個zoom采樣點處相對應的攝像機畸變參數；由攝像機的zoom和攝像機畸變參數的對應關系，擬合出攝像機的zoom與攝像機畸變系數的變化曲線；獲取當前攝像機的zoom值；根據所述攝像機zoom與畸變系數的變化曲線和所述當前攝像機的zoom值，計算出當前鏡頭畸變系數；計算出畸變前圖形圖像大小，并獲取該尺寸的圖形圖像；根據所述當前鏡頭畸變系數，實時地對圖形圖像虛擬物件進行畸變補償；將進行畸變補償后的圖形圖像虛擬物件與攝像機真實畫面進行實時混疊渲染并輸出。

技術領域

本發明涉及計算機圖文圖像處理領域，具體涉及一種基于圖像識別的廣角攝像機畸變渲染方法。

背景技術

在三維實時渲染技術中，通常會將計算機虛擬的圖形圖像與攝像機采集信號進行混疊，生成最終的實時輸出信號。而在通常的混疊過程中，計算機產生的虛擬物景通常是沒有畸變效果的，這樣的不帶畸變的虛擬物景與具有畸變的攝像機采集的場景相融合時，就會使得生成的合成畫面前背景不匹配。使得合成的顯示畫面上真實場景與虛擬圖形圖像的相互關系匹配效果非常有限。

由于攝像機鏡頭所帶來的畸變不添加到虛擬物件的圖像上，一個帶畸變的真實場景和不帶畸變的虛擬物景混疊時，就會使得混疊輸出的效果不理想，尤其是當鏡頭的廣角度數較大時，鏡頭畸變引起的效果將會更加明顯，且合成質量也將大大下降。由于每個攝像機鏡頭的畸變是一典型的非線性光學畸變過程，不同鏡頭的畸變效果都不盡相同，再考慮上鏡頭的zoom值變化時所引起的畸變的變化等。攝像機鏡頭的畸變給虛擬場景和真實場景相混疊時帶來的影響或大或小、各不相同，難以使用簡單的方法來處理該問題。

發明內容

針對上面提到的現有技術中存在的技術問題，本發明提出了一種基于圖像識別的廣角攝像機畸變渲染方法，以解決現有技術中存在的由于攝像機鏡頭所帶來的畸變不添加到虛擬物件的圖像上，一個帶畸變的真實場景和不帶畸變的虛擬物景混疊時，就會使得混疊輸出的效果不理想，尤其是當鏡頭的廣角度數較大時，鏡頭畸變引起的效果將會更加明顯，且合成質量也將大大下降的技術問題。

本發明的基于圖像識別的廣角攝像機畸變渲染方法包括：

在攝像機鏡頭的zoom變化范圍內，選取多個zoom采樣點；優選地，在攝像機鏡頭的zoom變化范圍內，等間隔地選取至少6個zoom采樣點；

獲取每個zoom采樣點處相對應的攝像機畸變參數；

由攝像機的zoom和攝像機畸變參數的對應關系，擬合出攝像機的zoom與攝像機畸變系數的變化曲線；

獲取當前攝像機的zoom值；

根據所述攝像機zoom與畸變系數的變化曲線和所述當前攝像機的zoom值，插值計算出當前鏡頭畸變系數；

計算出畸變前圖形圖像大小，并獲取該尺寸的圖形圖像；

根據所述當前鏡頭畸變系數，實時地對圖形圖像虛擬物件進行畸變補償；

將進行畸變補償后的圖形圖像虛擬物件與攝像機真實畫面進行實時混疊渲染并輸出。

在上述步驟中，可選取攝像機的徑向畸變系數的前兩項作為攝像機畸變參數，即徑向畸變模型的徑向畸變參數k₁和k₂。

其中，所述參數k₁和k₂滿足如下關系式：

xdistorted＝x(1+k₁*r²+k₂*r⁴) (1)；