專利名稱：一種已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平行攝像機陣列多視圖像校正方法，尤其是一種已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法。
背景技術(shù)：
自由視點電視(FTV)系統(tǒng)，不僅帶給觀眾強烈的立體視覺沖擊感，還向觀眾提供交互選擇觀看位置的“移步換景”功能。在FTV系統(tǒng)中，攝像機陣列同步拍攝得到多視視頻，送入服務(wù)器進行處理，最終形成的立體圖像在自由立體顯示器上顯示。每兩個相鄰的視視頻形成一個視點視頻，觀眾在不同位置可以看到不同的視點視頻，從而可以交互選擇欣賞立體視頻的角度。在多視視頻處理中，多視圖像校正是一個關(guān)鍵問題。由于平行攝像機陣列的安裝及參數(shù)調(diào)整均由人工手動完成，平行攝像機陣列中各相機光心共線和光軸平行難以保證，致使拍攝得到的各視圖像之間存在垂直視差，以及水平視差分布不均等的問題。垂直視差致使合成圖像模糊，引發(fā)視覺疲勞；水平視差不均等在視點切換時產(chǎn)生水平跳動感，影響3D視頻觀賞效果。此外，垂直視差存在和水平視差不均等分布不利于后繼深度估計、編碼和繪制環(huán)節(jié)的處理。為了提高3DTV / FTV系統(tǒng)顯示質(zhì)量，為后繼處理提供便利條件，必須對多視圖像進行校正處理，消除垂直視差，實現(xiàn)水平視差均勻分布。攝像機拍攝的視圖像中的像點m = {uyf與對應(yīng)世界坐標系中的物點
M= (XJ.Zf之間存在如下關(guān)系:
權(quán)利要求
1.一種已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，平行攝像機陣列中各攝像機內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)已經(jīng)標定，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，其特征在于所述步驟I)中設(shè)計統(tǒng)一的校正后攝像機物理坐標系方向，是指先以所有攝像機物理坐標系Y坐標軸旋轉(zhuǎn)調(diào)整總量最小為約束，確定校正后攝像機物理坐標系Y坐標軸方向；再將各攝像機物理坐標系中Z坐標軸投影到與校正后攝像機物理坐標系Y軸方向垂直的平面上，得到各攝像機Z坐標軸投影分量，以各攝像機Z坐標軸投影分量旋轉(zhuǎn)調(diào)整總量最小為約束，確定校正后攝像機物理坐標系Z坐標軸方向，校正后攝像機物理坐標系X坐標軸方向與其Y坐標軸方向和Z坐標軸方向垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，其特征在于所述確定校正后攝像機物理坐標系Y坐標軸方向的方法是: 選擇第k個攝像機坐標系的Y軸方向作為校正后攝像機物理坐標系Y坐標軸方向，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，其特征在于所述確定校正后攝像機物理坐標系Z坐標軸方向的方法是: 將各攝像機坐標系的Z坐標軸投影分量中值作為校正后攝像機物理坐標系Z坐標軸方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，其特征在于所述步驟3)中確定校正后各攝像機坐標系原點的方法，其具體步驟是: 計算校正后相鄰攝像機原點間距a :d = IHn^ew — I),其中I為兩端攝像機坐標系原點在公共基線上的投影之間的距離，為視圖像數(shù)；確定校正后中心攝像機物理坐標系原點:選取第《個攝像機物理坐標系原點在公共基線的投影作為校正后中心攝像機物理坐標系原點，
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，其特征在于所述步驟4)計算各視圖像的校正變換矩陣的方法，其具體步驟是: (1)確定校正后攝像機的旋轉(zhuǎn)矩陣式W和平移矢量U1W:> W2,分別為統(tǒng)一的校正后攝像機物理坐標系中Y坐標軸、Z坐標軸、X坐標軸方向矢量；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法，其特征在于所述步驟4)中計算各視圖像的校正變換矩陣方法中統(tǒng)一設(shè)定的校正后攝像機內(nèi)參數(shù)是:
全文摘要
本發(fā)明公開一種已標定平行攝像機陣列多視圖像校正方法。本方法首先利用預(yù)先標定好的平行攝像機陣列中各攝像機外參數(shù)，設(shè)計統(tǒng)一的校正后攝像機物理坐標系方向，確保坐標軸旋轉(zhuǎn)調(diào)整量最??；再在公共基線上間距均等設(shè)定校正后各攝像機物理坐標系原點，建立校正后各攝像機物理坐標系；最后統(tǒng)一設(shè)定校正后攝像機內(nèi)參數(shù)，計算各攝像機的校正轉(zhuǎn)換矩陣，校正多視圖像。本發(fā)明可有效消除垂直視差，實現(xiàn)水平視差均等分布；在校正過程中坐標系旋轉(zhuǎn)角度小，校正后圖像旋轉(zhuǎn)失真小，符合人眼視覺習(xí)慣，明顯改善合成視圖像質(zhì)量，有利于后繼處理環(huán)節(jié)的進一步處理。
文檔編號G06T7/00GK103079083SQ20121051682
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者安平, 李春華, 尤志翔, 閻吉辰, 張兆楊 申請人:上海大學(xué)