多視點(diǎn)視頻中多攝像機(jī)聯(lián)合標(biāo)定研究.pdf

1、攝像機(jī)標(biāo)定是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是從二維(2D)圖像提取三維(3D)空間信息必不可少的步驟，這項(xiàng)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于3D結(jié)構(gòu)重建、導(dǎo)航、視覺(jué)監(jiān)控等領(lǐng)域。多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)視頻源端的多路視頻信號(hào)是由攝像機(jī)陣列對(duì)同一場(chǎng)景從不同角度拍攝得到，攝像機(jī)陣列的標(biāo)定參數(shù)是多視點(diǎn)視頻編碼需要傳輸?shù)膮?shù)，應(yīng)用于解碼端的圖像繪制，因此多攝像機(jī)標(biāo)定是多視點(diǎn)視頻系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。 本文對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了全面的分析與概括，以視覺(jué)系統(tǒng)所用攝像機(jī)數(shù)目為

2、主線(xiàn)，從單攝像機(jī)標(biāo)定、雙視攝像機(jī)標(biāo)定和多攝像機(jī)標(biāo)定三個(gè)方面研究了攝像機(jī)標(biāo)定問(wèn)題及其在多攝像機(jī)聯(lián)合標(biāo)定中的應(yīng)用。主要工作及取得的成果如下： 簡(jiǎn)要介紹了攝像機(jī)標(biāo)定的基本原理，概括了直接線(xiàn)性變換方法、利用透視變換矩陣標(biāo)定法和Tsai兩步法等傳統(tǒng)攝像機(jī)標(biāo)定方法。通過(guò)總結(jié)得出：當(dāng)不考慮攝像機(jī)成像過(guò)程中鏡頭的非線(xiàn)性畸變時(shí)，攝像機(jī)標(biāo)定所解決的問(wèn)題是通過(guò)解超定線(xiàn)性方程組得到標(biāo)定參數(shù)。當(dāng)考慮非線(xiàn)性畸變時(shí)，通過(guò)非線(xiàn)性?xún)?yōu)化算法獲得標(biāo)定參數(shù)。

3、對(duì)基于平面模板的單攝像機(jī)標(biāo)定方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，用于單獨(dú)標(biāo)定多攝像機(jī)系統(tǒng)中的各個(gè)攝像機(jī)。根據(jù)模板平面和其成像平面之間的單應(yīng)性關(guān)系對(duì)攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)矩陣的約束，求解出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)以及攝像機(jī)和模板平面之間的位置關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可以較好地獲得各個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)。 用立體視覺(jué)中的雙視攝像機(jī)標(biāo)定方法實(shí)現(xiàn)多視點(diǎn)采集系統(tǒng)的多攝像機(jī)標(biāo)定。與單攝像機(jī)標(biāo)定不同，雙視攝像機(jī)標(biāo)定除了要得到各個(gè)攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)外，還需要通過(guò)標(biāo)定得到雙攝像機(jī)之間

4、的相對(duì)位置關(guān)系。本文首先實(shí)現(xiàn)了雙視攝像機(jī)立體標(biāo)定，以某一個(gè)模板平面作為一個(gè)固定的世界坐標(biāo)系，在設(shè)定參考攝像機(jī)后，通過(guò)重復(fù)進(jìn)行立體標(biāo)定，將雙視攝像機(jī)標(biāo)定擴(kuò)展到多攝像機(jī)標(biāo)定，求得各攝像機(jī)的位置關(guān)系。但是，這種方法也帶來(lái)了不一致性問(wèn)題。 最后重點(diǎn)研究了多攝像機(jī)聯(lián)合標(biāo)定方法，在討論了點(diǎn)標(biāo)定、一維標(biāo)定及二維標(biāo)定等多攝像機(jī)標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上，提出一種基于多視定位算法的多攝像機(jī)標(biāo)定方法。標(biāo)定過(guò)程只需一塊可自由移動(dòng)的平面模板即可，利用約束優(yōu)化思想