一種基于可變視角的圖像生成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于可變視角的圖像生成方法，用于根據(jù)實(shí)際的視角需求，進(jìn)行圖像顯示。本發(fā)明方法先通過多臺(tái)不同視角的攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集；其次，標(biāo)定攝像機(jī)的參數(shù)并對(duì)采集的圖像進(jìn)行畸變矯正；然后，根據(jù)指定的視角需求，進(jìn)行圖像遍歷，求取所需顯示圖像的像素值；最后，系統(tǒng)遍歷結(jié)束。本發(fā)明的基于可變視角的圖像生成方法對(duì)硬件設(shè)備要求低，過程簡(jiǎn)單易行，根據(jù)實(shí)際視角的需求，生成任意指定視角下的虛擬攝像機(jī)圖像，實(shí)用性強(qiáng)。
【專利說明】-種基于可變視角的圖像生成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體設(shè)及一種基于可變視角的圖像生成方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)成為人們生活中的重 要組成部分和主要的交通工具。人們對(duì)汽車的需求越來越大，使得我國(guó)私家車的擁有量呈 逐年上升的趨勢(shì)，由此引發(fā)了一系列的交通安全問題，我國(guó)的交通事故也已躍居全球首位， 汽車安全問題亟待解決。
[0003] 為了解決該些交通安全問題，我們不僅需要關(guān)注各種交通安全法規(guī)的制定，同時(shí) 也應(yīng)該關(guān)注智能交通系統(tǒng)、智能汽車W及汽車輔助駕駛等技術(shù)的研究。因?yàn)?，在眾多的交?事故中，大多數(shù)是因?yàn)轳{駛員的一些不規(guī)范操作引起。而該些不規(guī)范操作并不是因?yàn)轳{駛 員的主觀因素造成，只是由于駕駛員存在一定的視覺盲區(qū)，導(dǎo)致無法全方位觀察車輛周圍 的路況引起。在汽車行駛過程中，駕駛員只能同時(shí)關(guān)注一個(gè)方向，可視范圍受限，稍不注意 其他方向就有可能發(fā)生交通事故。為此，如何解決駕駛員的視覺盲區(qū)，為駕駛員提供一個(gè)全 方位360度的視覺信息，成為當(dāng)前汽車輔助駕駛【技術(shù)領(lǐng)域】的研究熱點(diǎn)。
[0004] 隨著圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的技術(shù)被應(yīng)用到汽車電子 領(lǐng)域。傳統(tǒng)的基于圖像的輔助駕駛系統(tǒng)只是在汽車車尾安裝攝像頭，只能覆蓋車尾周圍有 限的區(qū)域，而車輛兩側(cè)和車頭的盲區(qū)增加了車輛安全駕駛的隱患。同時(shí)，一些現(xiàn)有的全景視 覺技術(shù)雖然能夠解決駕駛員的盲區(qū)問題，但是其大多采用全景鳥廠圖的生成方法，無法根 據(jù)駕駛員的喜好和要求，進(jìn)行指定視角的顯示全景圖像。
[0005] 因此，需要一種基于可變視角的圖像生成方法W解決上述問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的輔助駕駛系統(tǒng)視野范圍有限、存在視野盲區(qū)W及 無法根據(jù)駕駛員需求顯示指定視角圖像的不足，提供一種基于可變視角的圖像生成方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于可變視角的圖像生成方法可采用如下技術(shù)方 案：
[000引一種基于可變視角的圖像生成方法，包括W下步驟：
[0009] 1)、安裝不同視角的攝像機(jī)。，其中，i = 1，2,…n;
[0010] 2)、對(duì)步驟1)中的攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，并計(jì)算攝像機(jī)的崎變參數(shù)，其中，崎變參數(shù)包 括徑向崎變系數(shù)和切向崎變系數(shù)；
[0011] 3)、根據(jù)步驟。得到的攝像機(jī)的崎變參數(shù)，分別對(duì)每臺(tái)攝像機(jī)拍攝的原始圖像進(jìn) 行崎變矯正，得到崎變矯正后的圖像，其中，原始圖像坐標(biāo)和崎變矯正后的圖像坐標(biāo)的關(guān)系 為：
[0012]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于可變視角的圖像生成方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 、安裝不同視角的攝像機(jī)Ci,其中，i= 1，2,…n; 2) 、對(duì)步驟1)中的攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，并計(jì)算攝像機(jī)的畸變參數(shù)，其中，畸變參數(shù)包括徑 向畸變系數(shù)和切向畸變系數(shù)； 3) 、根據(jù)步驟2)得到的攝像機(jī)的畸變參數(shù)，分別對(duì)每臺(tái)攝像機(jī)拍攝的原始圖像進(jìn)行畸 變矯正，得到畸變矯正后的圖像，其中，原始圖像坐標(biāo)和畸變矯正后的圖像坐標(biāo)的關(guān)系為：
其中，r2=X2+y2;kpk2,k3為徑向畸變系數(shù)，ppp2為切向畸變系數(shù)，（X'，y')為原 始圖像坐標(biāo)，（x，y)為矯正后的圖像坐標(biāo)； 4) 、確定虛擬攝像機(jī)的視角以及在世界坐標(biāo)系中的位置； 5) 、確定虛擬攝像機(jī)圖像的遍歷點(diǎn)在虛擬攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系下的坐標(biāo)（m，n); 6) 、根據(jù)虛擬攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系，計(jì)算虛擬攝像 機(jī)的像素點(diǎn)坐標(biāo)（m，n)對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)系中的像素點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y)，其中：
其中，X和Y分別表示虛擬攝像機(jī)的像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；m和n分別表示虛擬攝像機(jī)的像素點(diǎn)在虛擬攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；H和W分 別表示虛擬攝像機(jī)圖像的長(zhǎng)和寬；h表示虛擬攝像機(jī)的安裝高度；2a表示虛擬攝像機(jī)的水 平視場(chǎng)角；2 0表示虛擬攝像機(jī)的垂直視場(chǎng)角；Y表示虛擬攝像機(jī)的安裝俯仰角； 7) 、根據(jù)攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換關(guān)系，分別計(jì)算步驟6)得 到的世界坐標(biāo)系中的像素點(diǎn)坐標(biāo)（X，Y)對(duì)應(yīng)的所有攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（Xpyi)， 其中；
其中，X和Y分別表示虛擬攝像機(jī)的像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)；^和yi分別表示世界坐標(biāo)系中像素點(diǎn)（X，Y)在第i個(gè)攝像機(jī)的圖像坐標(biāo)系中的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)； 氏和Wi分別表示第i個(gè)攝像機(jī)圖像的長(zhǎng)和寬；hi表示第i個(gè)攝像機(jī)的安裝高度；2ai表示 第i個(gè)攝像機(jī)的水平視場(chǎng)角；2 0i表示第i個(gè)攝像機(jī)的垂直視場(chǎng)角；Yi表示第i個(gè)攝像機(jī) 的安裝俯仰角； 8) 、依次判斷坐標(biāo)（Xi，yi)是否在第i個(gè)攝像機(jī)的圖像范圍內(nèi)，如果在，則將第i個(gè)攝像 機(jī)的像素點(diǎn)（Xpyi)對(duì)應(yīng)的像素值賦予虛擬攝像機(jī)的像素點(diǎn)（m，n); 9) 、將虛擬攝像機(jī)的遍歷點(diǎn)的坐標(biāo)（m，n)修改為下一個(gè)像素點(diǎn)的坐標(biāo)； 10)、重復(fù)步驟6)-9)直到虛擬攝像機(jī)的圖像上所有的像素點(diǎn)均遍歷結(jié)束。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于可變視角的圖像生成方法，其特征在于：步驟1)中攝像機(jī) 為廣角攝像機(jī)。
3. 如權(quán)利要求書1所述的基于可變視角的圖像生成方法，其特征在于：步驟1)中攝像 機(jī)的數(shù)量為4個(gè)，相鄰攝像機(jī)的圖像之間均具有重疊區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求書1所述的基于可變視角的圖像生成方法，其特征在于：步驟1)中攝像 機(jī)均勻分布在同一位置的四周。
5. 如權(quán)利要求書1所述的基于可變視角的圖像生成方法，其特征在于：所述虛擬攝像 機(jī)的視角包括水平視場(chǎng)角、垂直視場(chǎng)角和俯仰角。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104504677SQ201410652829
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】沈峘, 譚運(yùn)生 申請(qǐng)人:南京泓眾電子科技有限公司