[发明专利]应用于多摄像头视觉信息处理的摄像头统一焦距标定方法

说明书

技术领域

本发明是一种快速有效的对多摄像头视觉信息处理系统进行摄像头统一标定的方法，即涉及应用于多摄像头视觉信息处理的摄像头统一焦距标定方法。

技术背景

在当代图像处理技术中，随着数字图像处理技术的快速发展，如何利用计算机对摄像头进行自动校准和设定是多摄像头图像处理系统中的关键技术之一，是其他一些数字图像处理，如图像智能拼接，全景视频、智能视频监控等的前提和基础，如何获得多帧景深和视场角都一致的图像对于进一步的图像处理以及整个系统而言都是至关重要的。

摄像头的自动定焦是通过采集多帧图像，然后对每一帧图像进行图像清晰度的评估，如利用灰度方差法，直方图法，拉普拉斯算子和法等方法。通过建立图像清晰度和摄像头焦点值之间的函数，对函数求最大值，便可得到该摄像头的最佳焦点值。

而对于多摄像头图像处理系统，特别是将摄像头排在同一水平线上的图像处理系统，它往往需要同时采集所有摄像头的图像，然后对这多帧图像进行进一步的处理，例如，图像拼接，图像融合等。此时，如果各个摄像头的焦距不相同，那么它们所采样的图像的景深和视角场就有有所差别，在进行进一步的图像处理前就需要对这样的图像进行缩放等处理从而保证图像拼接融合的质量。而另一方面，每个摄像头的最佳焦距值通常都是略有偏差的，在这种情况下，就需要找出一个统一的焦距值，使得所有的摄像头即达到图像清晰度的要求，又保证焦距值的一致，从而为进一步的图像处理提供更可靠的原始图像。通过对多摄像头的统一定焦，可以大大降低图像处理的复杂度，提高系统的效率。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种对多摄像头图像处理系统中的摄像头进行统一焦距标定的方法，为现今多种多样的多媒体设备提供一种更高效的多图像源的图像处理的解决方案，为此，本发明采用的技术方案是，应用于多摄像头视觉信息处理的摄像头统一焦距标定方法，包括如下步骤：

1）求解单个摄像头的图像清晰度：利用图像清晰度的评价函数来求解摄像头每一帧图像的图像清晰度；

2）求解单个摄像头图像清晰度与焦距之间的关系曲线：通过对不同焦距下的图像清晰度进行分析来获得图像清晰度和摄像头焦距的关系曲线，通过图线拟合，找出图像清晰度与焦距的函数关系；

3）求解单个摄像头图像清晰度函数的极值：对于每个摄像头，可以根据已获得的关系曲线，采用数据拟合方法给出其图像清晰度y_i和焦点值x的解析函数y_i=f_i(x)，然后采用优化的方法给出极值和其所对应的焦距

4）求解系统中多个摄像头的统一焦距值：在得到所有摄像头图像清晰度函数后，便可建立系统的多目标评估函数向量F(x)，利用评估函数法中的理想点法，对多目标函数进行优化，寻找唯一的极值点，即最佳焦距值，这便是多摄像头图像处理系统的统一焦距设定值。

求解系统中多个摄像头的统一焦距值在摄像头可调焦距值范围D内，分为两种情况：

第一种情况，M个摄像头的图像清晰度函数f_i(x)正好具有相同的极值点，即x₁*=x₂*=…=x_N*，这里x_N*对应着第N个摄像头图像清晰度函数取极值时所对应的焦距值，对于x∈D，其图像清晰度函数都有

fi(xi*)≥fi(x),i=0,1,···,N]]>

                                                   公式（1）