[發(fā)明專利]一種基于雙目可運動攝像機的高分辨率圖像獲取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711402076.7
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108010089B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔智高;李愛華;王濤;李輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類號: G06T7/80
• 分類號: G06T7/80;G06T7/593
• 代理公司: 長沙星耀專利事務(wù)所(普通合伙) 43205
• 代理人: 許伯嚴(yán)

1.一種基于雙目可運動攝像機的高分辨率圖像獲取方法，其特征在于，包括以下步驟：將兩個可運動攝像機表示為Cam-1和Cam-2，設(shè)兩個可運動攝像機的當(dāng)前參數(shù)為(p₁,t₁,z₁)和(p₂,t₂,z₂)，其對應(yīng)的觀測圖像分別為I₁和I₂，并假定Cam-1圖像I₁中確定的靜態(tài)目標(biāo)區(qū)域為估計主動相機Cam-2參數(shù)(p'₂,t'₂,z'₂)，使得靜態(tài)目標(biāo)區(qū)域以高分辨率處于Cam-2圖像I₂的中心位置；

(p'₂,t'₂,z'₂)的具體計算過程如下：

(1)利用基于特征點匹配的攝像機標(biāo)定方法對兩個可運動攝像機進行標(biāo)定，即獲得兩個攝像機的主點坐標(biāo)(u₀,v₀)，以及焦距z隨zoom參數(shù)的變化關(guān)系f(z)；

(2)利用球面立體校正算法對兩幅圖像I₁和I₂進行立體校正，設(shè)校正后的圖像分別為I_1r和I_2r，此時可獲得圖像I₁和I_1r，以及I₂和I_2r對應(yīng)像素點之間的關(guān)系，即

其中，[x₁,y₁,1]^T、[x₂,y₂,1]^T為立體校正前圖像I₁和I₂上的像素點；[x_1r,y_1r,1]^T、[x_2r,y_2r,1]^T為立體校正后圖像I_1r和I_2r上的像素點；

(3)獲取多組目標(biāo)區(qū)域大小和zoom參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，并以表格的形式存儲；

(4)計算圖像I₁中靜態(tài)目標(biāo)區(qū)域的中心位置c₁，并根據(jù)步驟(2)獲得的I₁和I_1r像素之間的對應(yīng)關(guān)系，獲得c₁在圖像I_1r中的對應(yīng)位置c_1r，即

(5)利用動態(tài)規(guī)劃立體匹配算法計算校正后圖像I_1r和I_2r的視差圖，記d為I_1r和I_2r在點c_1r的估計視差值，則可得到c_1r在圖像I_2r中的對應(yīng)點，即

c_2r＝c_1r+[d,0]^T

(6)根據(jù)步驟(2)獲得的I_2r和I₂像素之間的對應(yīng)關(guān)系，計算c_2r在圖像I₂的對應(yīng)位置c₂，即

(7)設(shè)c₂＝[u,v]，則利用步驟(1)獲得的攝像機主點坐標(biāo)(u₀,v₀)，以及焦距z隨zoom參數(shù)的變化關(guān)系f(z)，可計算得到pan參數(shù)p'₂和tilt參數(shù)t'₂，即

(8)對于zoom參數(shù)z′₂，其由靜態(tài)目標(biāo)區(qū)域的大小決定；根據(jù)當(dāng)前目標(biāo)區(qū)域的大小，首先利用步驟(3)獲得的表格，通過查表得到zoom參數(shù)的初值z₀；然后引入視差可靠度r_d∈[0,1]，r_d可由目標(biāo)區(qū)域中各像素視差估計值的方差確定，即

其中，表示靜態(tài)目標(biāo)區(qū)域在坐標(biāo)(i,j)處估計視差的方差，λ為將視差可靠度r_d控制在0至1范圍內(nèi)的參數(shù)；上式表明，方差越小，表明視差估計的越準(zhǔn)確，可靠度r_d也將越大，最終的zoom參數(shù)z′₂可通過初值z₀和可靠度r_d共同決定，即

z'₂＝z₀(0.7+0.3r_d)，

當(dāng)視差估計準(zhǔn)確度較低時，給定一個較小的zoom參數(shù)，以保證靜態(tài)目標(biāo)區(qū)域處于Cam-2圖像I₂的可見視場內(nèi)，否則，給定一個較大的zoom參數(shù)。