[发明专利]全景鱼眼摄像机的图像校准缝合和深度重建方法及其系统

说明书

本发明公开了全景鱼眼摄像机的图像校准缝合和深度重建方法及其系统，寻找目标空间，进行创建全景光学目标空间；利用全景鱼眼相机对全景光学目标空间的全景图像进行拍摄；创建全景鱼眼摄像机的内部参数校准模型；创建全景图像以及全景光学目标空间的图像拼接参数模型；建立全景图像以及全景光学目标空间的空间深度变换参数模型；可以植入简化的3D深度算法，在单片机上执行，因此鱼眼摄像机的图像校准系统可以即时校准，便于携带，另外，将简化所需的生产校准过程并节省时间，且在全景鱼眼相机对目标拍摄的同时，采用三维激光扫描仪对目标空间进行扫描，生成三维立体图像，与上述的3D全景图形进行对比校准，进一步提供图像的真实性。

技术领域

本发明属于3D全景拍摄技术领域，具体涉及全景鱼眼摄像机的图像校准缝合和深度重建方法及其系统。

背景技术

当在世界上创建相机时，人们开始通过图像记录他们的日常生活或历史中的重要事件。对于摄影技术和设备，低清晰度黑白图像已经发展到高清彩色图像和高速摄像机，可以提前每秒拍摄20亿帧。另外，关于摄影的视觉效果，不仅可以拍摄平面图像而且可以拍摄3D图像。

在现有技术中，通过利用3D相机的双镜头相机拍摄3D图像，但是3D图像可以在一些视角内拍摄，这些视角受到设备摄影范围的限制，或者360度周围的全景图像由持有相机并转过身的摄影师拍摄。然而，摄影师必须花费大量时间来利用这种方法拍摄全景图像，因此，采用多个3D相机来拍摄3D全景图像的方法，现在存在三个摄像机到几十个摄像机的配置，但它们都属于单眼视觉系统，因为相机的照片范围重叠较少，并且通过利用视差不能计算或获取深度信息，且虚拟现实和增强现实的3D信息需要深度信息。因此，如何通过使用相机获得3D深度信息非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供全景鱼眼摄像机的图像校准缝合和深度重建方法及其系统，以解决上述背景技术中提出的相机的照片范围重叠较少，并且通过利用视差不能计算或获取深度信息，且虚拟现实和增强现实的3D信息需要深度信息的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：全景鱼眼摄像机的图像校准，缝合和深度重建方法，包括如下步骤：

S100：寻找目标空间，进行创建全景光学目标空间；

S120：利用全景鱼眼摄像机对所述全景光学目标空间的全景图像进行拍摄；

S130：创建全景鱼眼摄像机的内部参数校准模型；

S140：创建全景图像以及所述全景光学目标空间的图像拼接参数模型；

S150：建立全景图像以及所述全景光学目标空间的空间深度变换参数模型；

S160：利用图像拼接参数模型，使空间的深度变换参数模型和内部参数的校准模型来生成3D全景图像，其包括全景深度信息；

S170：利用三维激光扫描仪对目标空间进行扫描，使扫描的三维图像与生成的3D全景图形进行比对，对3D全景图形进行校准。

优选的，所述图像拼接参数模型包括优化参数，采集内部参数校准模型，所述图像拼接参数模型和空间深度，来自每个所述全景鱼眼摄像机的变换参数模型。

优选的，所述优化参数用于优化内部参数校准模型，所述图像拼接参数模型和空间深度借助于机器学习的变换参数模型，其中机器学习所使用的算法包括支持向量机。

优选的，所述优化参数用于更新内部参数校准模型、所述图像拼接参数模型和空间深度转换参数模型。