[发明专利]一种鱼眼全景相机自然环境下标定方法

说明书

本发明公开了一种鱼眼全景相机自然环境下标定方法。包括获取双鱼眼图像，建立理论参数模型，提取鱼眼图像特征点，用最优化算法计算模型参数，将参数带入模型迭代筛选，获得鱼眼图像到球体表面的映射关系并以球体表面图像显示；本发明图像特征点提取方法能应用于大畸变的鱼眼图像，并能进一步保证提取到的特征点的准确性，本发明还提出了一种筛选特征点的迭代模型，利用本发明的方法可以准确地在自然、随机的环境下标定全景相机；不需要为了获得映射关系而搭建特殊的场景，本发明采用一种自主化的方法，自主求得每幅鱼眼图像到球体表面的映射关系，降低了全景相机使用门槛，扩大了全景相机使用范围。

技术领域

本发明属于计算机图像处理应用技术领域，涉及一种鱼眼全景相机自然环境下标定方法。

背景技术

全景相机一般由两个或两个以上光学成像系统组成，然后将采集到的图像通过数学计算映射到一个球体表面上。这一过程涉及到每幅图像到球体表面的映射关系，标定的目的就是获得各图像间匹配对应的映射关系，以便在显示装置中正确显示获得的图像。

一般现有的标定方法只能标定没有畸变，或是畸变很小的图像，其方法是通过寻找图像间冗余部分的对应特征点，推算每幅图像的映射关系。但是此方法不适用鱼眼图像，畸变较大的鱼眼镜头成像图像只能在特殊布置的场景下进行标定，不能适用随机、任意的应用环境。

发明内容

为了解决鱼眼全景相机自然环境下标定问题，获得无缝、均匀的全景画面，本发明采用一种自主化的方法估计每幅鱼眼图像到球体表面的映射关系。

本发明采取的鱼眼全景相机自然环境下标定方法是通过建立理论参数模型，提取鱼眼图像特征点，利用最优化算法计算模型参数，将参数带入模型迭代筛选，求得每幅鱼眼图像到球体表面的映射关系。

本发明通过以下技术方案实现：

获取双鱼眼图像：

通过双鱼眼镜头获得双鱼眼图像F1,、F2；

建立理论参数模型：

鱼眼图像到球面坐标映射公式：鱼眼图像F(u,v)，球Q，球面坐标经纬度表示Q(θ,φ)(θ∈[0,360],φ∈[0,180])；

M为映射关系矩阵；

球到平面球的平面展开映射关系公式：球Q，球面坐标经纬度表示Q(θ,φ)(θ∈[0,360],φ∈[0,180])，球Q的平面展开为S(x,y)

x＝θ；

提取鱼眼图像特征点：

目前的特征点提取算法例如SFIT、SURF都不能有效的从鱼眼图像中提取特征点，本发明中通过以下公式获得：

S(x，y)-F(u，v)·M_f2s；

F(u，v)＝S(x，y)·M_s2f；

其中M_f2s为鱼眼图像到球的平面展开映射参数，M_s2f为球的平面展开到鱼眼图像映射参数。