修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法及系統，涉及攝影攝像技術領域，解決了現有技術中在拍攝時，由于內參數的誤差的存在，按照預設的變焦脈沖對焦時，如果旋轉攝像機，虛擬物體會出現漂移的問題。本發明專利技術實施例提供的方案為：接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值。本發明專利技術實施例適用于攝影攝像設備等。

【技術實現步驟摘要】
修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法及系統
本專利技術涉及攝影攝像
，尤其涉及一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法及系統。
技術介紹
由于在測定攝像機鏡頭內參數的時候，由于存在一定的誤差，不可能保證在每個變焦值下測得的內參數都是準確的，所以，在跟蹤的時候就可能因為內參數的誤差導致跟蹤效果不理想。具體體現為：在拍攝時，由于內參數的誤差的存在，按照預設的變焦脈沖對焦時，如果旋轉攝像機，虛擬物體會出現漂移。
技術實現思路
針對現有技術中所存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種修正攝像機鏡頭內參數的方法及系統，在不影響純變焦的跟蹤效果的基礎上，消除在旋轉攝像機時因內參數不正確帶來的漂移現象。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案如下所描述：一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法，包括：接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值，修正后的所述變焦脈沖的變焦值對應的內參數矩陣為Ks：其中，u0和v0則表示的是攝像機的光學中心，fx和fy分別為每個變焦值對應在u軸和v軸上的歸一化焦距。進一步的，所述變焦因子s的取值為固定值，將整個變焦脈沖區間的所有變焦值均用所述變焦因子s修正。進一步的，所述變焦因子s的取值為0.9-1.1。進一步的，所述變焦因子s的取值為變量，首先在整個變焦脈沖區間選取多個采樣點，多個采樣點將整個變焦脈沖區間分為若干個子區間；測定每個采樣點在跟蹤效果最佳時對應的變焦值，然后計算出對應的變焦因子s；而整個變焦脈沖區間的其他點的所述變焦因子s的取值則根據該點所在子區間的兩端采樣點對應的變焦因子通過線性插值方法確定。一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的系統，包括：接收模塊，用于接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；處理模塊，用于根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值，修正后的所述變焦脈沖的變焦值對應的內參數矩陣為Ks：其中，u0和v0則表示的是攝像機的光學中心，fx和fy分別為每個變焦值對應在u軸和v軸上的歸一化焦距。本專利技術的效果在于：本專利技術在采取了上述技術方案以后，利用變焦因子修正內參數矩陣，原來的變焦跟蹤效果仍然不變，卻能夠修正在旋轉攝像機時因為內參數不正確帶來的漂移。附圖說明圖1為本專利技術實施例修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法的流程示意圖；圖2為本專利技術實施例修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法中，變焦因子s的取值為固定值時的修正前后的變焦曲線對比示意圖；圖3本專利技術實施例修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法中，n個連續點對應的變焦因子s的取值范圍的示意圖；圖4本專利技術實施例修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法中，變焦因子s經插值預算后的修正前后的變焦曲線對比示意圖；圖5為本專利技術實施例修正攝像機鏡頭內參數誤差的系統的結構示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例來對本專利技術進行描述。實施例1本專利技術實施例提供了一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法，如圖1所示，包括：步驟101、接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；步驟102、根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值。其中變焦脈沖為一個區間，包括多個變焦值，每個變焦值又對應著不同的內參數矩陣。攝像機的內參數矩陣為K：設OXYZ為世界坐標系，uv為以像素為單位的圖像坐標系。如果物點P在世界坐標系下的坐標為(X，Y，Z)，對應的圖像點p在圖像坐標系的坐標為(u，v)。在上述式中，fx、fy、u0、v0只與攝像機內部參數有關，故稱矩陣K為內參數矩陣。其中，分別稱為u軸和v軸上的歸一化焦距。變焦因子記為s，是一個接近于1的系數，其只作用于內參數矩陣中的fx和fy上，其作用在內參數中的焦距上，通過調整該變焦因子，可以修正當前的焦距，使跟蹤效果達到最佳。經過所述變焦因子s修正過的內參數矩陣為Ks：其中，u0和v0則表示的是攝像機的光學中心，即攝像機光軸與圖像平面的交點，通常位于圖像中心處，故其值常取分辨率的一半。fx和fy分別為每個變焦值對應在u軸和v軸上的歸一化焦距。從上式中可以看出，變焦因子只修正空間點投影到像平面上時的縮放系數。因為這樣，變焦因子s具備如下兩個特性：1、不影響純變焦時的跟蹤效果；2、影響旋轉攝像機時的偏移。因此，對內參數矩陣施加變焦因子后，原來的變焦跟蹤效果仍然不變，卻正好能夠修正在旋轉攝像機時因為內參數不正確帶來的漂移。最簡單的應用就是用一個單一的變焦因子s統一修正每一個變焦值對應的內參數矩陣K。所述變焦因子為接近于1的系數，所述變焦因子s的取值為0.9-1.1。這一系列內參數矩陣K合起來稱為變焦曲線，如下式：其中z是變焦值。即用一個s修正整條變焦曲線：這種方法可以在一定程度上對變焦曲線進行修正，反應在數值上就是所有變焦值下的fx(z)和fy(z)都縮放相同的尺度s。如圖2所示，其中，曲線2原始變焦曲線，曲線1為修正過后的變焦曲線。但是如果測得的變焦曲線并非在所有變焦值下都不準確，或者說每一個變焦值對應的內參數K的誤差并不相同，那么采取這種方法并不能達到最好的效果。此時我們考慮對變焦曲線分段修正。因此，可以在整個變焦脈沖區間上取n個點{zi|i＝0，1，2，…，n}，如圖3所示，各個折線點對應不同的變焦因子s，分別調整這些點上的變焦因子si＝s(zi)，使跟蹤效果在這些采樣點上達到最佳。這樣就得到一條變焦因子的折線。由于鏡頭物理參數的連續性，位于采樣點zi和zi+1之間的變焦值z所對應的變焦因子s(z)也必然在si和si+1之間，于是通過線性插值的方法就可以得到此處的變焦因子s＝s(z)。將該變焦因子作用于此處的內參數上，就得到如下結果：這樣對于不同的變焦值，就可以用不同的變焦因子去修正，得到最好的跟蹤效果，如圖4所示，曲線2原始變焦曲線，曲線1為修正過后的變焦曲線。實施例2本專利技術實施例提供了一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的系統，如圖5所示，包括：接收模塊501，用于接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；處理模塊502，用于根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值，修正后的所述變焦脈沖的變焦值對應的內參數矩陣為Ks：其中，u0和v0則表示的是攝像機的光學中心，fx和fy分別為每個變焦值對應在u軸和v軸上的歸一化焦距。綜上所述，本專利技術實施例利用變焦因子修正內參數矩陣后，原來的變焦跟蹤效果仍然不變，卻正好能夠修正在旋轉攝像機時因為內參數不正確帶來的漂移。本專利技術實施例提供的修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法及系統廣泛應用于攝影攝像設備等。需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本專利技術的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在本專利技術的保護范圍內。本領域技術人員應該明白本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法，包括：接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值，修正后的所述變焦脈沖的變焦值對應的內參數矩陣為Ks：Ks=sfx0u00sfyv0001其中，u0和v0則表示的是攝像機的光學中心，fx和fy分別為每個變焦值對應在u軸和v軸上的歸一化焦距。

【技術特征摘要】
1.一種修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法，包括：接收攝像機鏡頭的變焦脈沖；根據預設的變焦因子s修正所述變焦脈沖的變焦值，修正后的所述變焦脈沖的變焦值對應的內參數矩陣為Ks：其中，u0和v0則表示的是攝像機的光學中心，fx和fy分別為每個變焦值對應在u軸和v軸上的歸一化焦距；所述變焦因子s的取值為變量，首先在整個變焦脈沖區間選取多個采樣點，多個采樣點將整個變焦脈沖區間分為若干個子區間；測定每個采樣點在跟蹤效果最佳時對應的變焦值，然后計算出對應的變焦因子s；而整個變焦脈沖區間的其他點的所述變焦因子s的取值則根據該點所在子區間的兩端采樣點對應的變焦因子通過線性插值的方法確定。2.根據權利要求1所述的修正攝像機鏡頭內參數誤差的方法，其特征在于，所述變焦因子s的取值為固定值，將整個變焦脈沖區間的所有變焦值均用所述變焦因...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝宏，
申請(專利權)人：新奧特北京視頻技術有限公司，
類型：發明
國別省市：