一种单图像CT机房监控摄像机标定的方法技术

本发明专利技术公开了一种单图像CT机房监控摄像机标定的方法，包括：利用待标定摄像机对结构已知的规则立体物进行拍摄，获得一幅图像；根据规则立体物的结构特征，获得若干角点的三维世界坐标值以及所对应的二维图像坐标值；将每一角点的二维图像坐标值、三维世界坐标值分别代入摄像机模型中，利用设定初始值的迭代优选方法进行初次迭代优化求解，得到初次摄像机内外参数；根据规则立体物的结构特征，获得若干等分割离散点的三维世界坐标值以及所对应的二维图像坐标值；将每一等分割离散点的二维图像坐标值、三维世界坐标值分别代入摄像机模型中，利用初次摄像机内外参数作为初始值的迭代优选方法进行二次迭代优化求解，得到精确摄像机内外参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机视觉检测
，尤其涉及一种单图像CT机房监控摄像机 标定的方法。
技术介绍
在计算机视觉应用中，为了获取图像像素点点与实际物理空间点之间的对应关 系，摄像机标定是必不可少的过程。摄像机标定，在假定摄像机模型下，利用摄像机所拍摄 到的图像来还原空间中的物体。经过对图像的处理，利用一系列数学变换和计算方法，获得 摄像机内部的几何和光学特性（也即内部参数），以及摄像机坐标系相对于空间坐标系的 位置关系（也即外部参数）。 1)内部参数包括f，（Cx，Cy)，kl，sx，其中： f:焦距，单位毫米； (Cx，Cy):图像中心点或主点的坐标，单位是像素； kl:镜头径向畸变的一阶系数；sx:非确定性尺度因子，它是由摄像机横向扫描与采样定时误差引起的。 2)外部参数包括R和T，其中：R、T分别是世界坐标系与摄像机坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。若摄像机坐 标系在世界坐标系下的方向：绕X轴逆时针旋转角度（alpha，a)，绕Y轴逆时针旋转角度 (beta，0)，绕Z轴逆时针旋转角度（gamma，y)，则旋转矩阵为：【主权项】1. 一种单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，包括步骤： 利用待标定摄像机对结构已知的一规则立体物进行拍摄，获得一幅图像； W所述规则立体物为基准对其构建世界坐标系，从而得到所述规则立体物的若干角点 的=维世界坐标值； 对所述图像进行图像处理，获得所述若干角点所对应的二维图像坐标值； 将每一所述角点的二维图像坐标值、=维世界坐标值分别代入描述图像坐标系和世界 坐标系之间映射关系的摄像机模型中，并利用设定初始值的迭代优选方法进行初次迭代优 化求解，从而得到初次摄像机内外参数； 根据已建立的所述世界坐标系，得到所述规则立体物的边界线上的若干等分割离散点 的=维世界坐标值； 对所述图像进行图像处理，获得所述若干等分割离散点所对应的二维图像坐标值； 将每一所述等分割离散点的二维图像坐标值、=维世界坐标值分别代入所述描述图像 坐标系和世界坐标系之间映射关系的摄像机模型中，并利用所述初次摄像机内外参数作为 初始值的迭代优选方法进行二次迭代优化求解，从而得到精确摄像机内外参数。2. 如权利要求1所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，所述描述 图像坐标系和世界坐标系之间映射关系的摄像机模型为：其中，S是一个比例因子，狂,，Y,，Z,，1)表示世界坐标系中任意一点P的坐标值，（U，V， 1)表示该P点所对应的图像坐标系上的坐标值，R、t分别为摄像机外参数中的旋转矩阵和 平移向量，P3X4为摄像机投影矩阵； K为摄像机内参数，且满足：其中，（X。，y。）为所述图像的中屯、点坐标值，fu为所述图像平面横轴上尺度因子，fy为 所述图像平面纵轴上尺度因子，且fu=f/dx，fy=f/dy，f为所述待标定摄像机的焦距。3. 如权利要求1所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，所述规则 立体物包括但不限于圆柱体、楠球体、立方体或球体。4. 如权利要求1所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，W所述规 则立体物的任一所述角点或角点之间的中点作为构建的所述世界坐标系的中屯、点。5. 如权利要求1所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，所述等分 割离散点的个数多于所述角点的个数。6. 如权利要求1所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，所述图像 处理的方法包括SIFT特征点检测法或颜色分割法。7. 如权利要求1所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，所述迭代 优选方法为最小二乘法。8. 如权利要求1或2所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，所述 设定初始值包括；焦距的初始值设为所述图像宽高之和的一半；旋转矩阵初始值设为0 ;平 移向量初始值设为0。9. 如权利要求1或2所述的单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，通过 张正友棋盘格标定法、Tsai棋盘格标定法或Hartley中的迭代优化进行初次迭代优化求解 和二次迭代优化求解，并使求解误差最小。【专利摘要】本专利技术公开了一种单图像CT机房监控摄像机标定的方法，包括：利用待标定摄像机对结构已知的规则立体物进行拍摄，获得一幅图像；根据规则立体物的结构特征，获得若干角点的三维世界坐标值以及所对应的二维图像坐标值；将每一角点的二维图像坐标值、三维世界坐标值分别代入摄像机模型中，利用设定初始值的迭代优选方法进行初次迭代优化求解，得到初次摄像机内外参数；根据规则立体物的结构特征，获得若干等分割离散点的三维世界坐标值以及所对应的二维图像坐标值；将每一等分割离散点的二维图像坐标值、三维世界坐标值分别代入摄像机模型中，利用初次摄像机内外参数作为初始值的迭代优选方法进行二次迭代优化求解，得到精确摄像机内外参数。【IPC分类】G06T7-00, A61B6-03【公开号】CN104794718【申请号】CN201510204298【专利技术人】江桂华, 田军章, 马晓芬, 张刚庆, 黎程, 董健卫, 颜剑豪, 李盟, 詹文峰, 曾少庆, 方金 【申请人】广东省第二人民医院, 广东省传统医学与运动伤害康复研究所, 广东药学院【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年4月27日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单图像CT机房监控摄像机标定的方法，其特征在于，包括步骤：利用待标定摄像机对结构已知的一规则立体物进行拍摄，获得一幅图像；以所述规则立体物为基准对其构建世界坐标系，从而得到所述规则立体物的若干角点的三维世界坐标值；对所述图像进行图像处理，获得所述若干角点所对应的二维图像坐标值；将每一所述角点的二维图像坐标值、三维世界坐标值分别代入描述图像坐标系和世界坐标系之间映射关系的摄像机模型中，并利用设定初始值的迭代优选方法进行初次迭代优化求解，从而得到初次摄像机内外参数；根据已建立的所述世界坐标系，得到所述规则立体物的边界线上的若干等分割离散点的三维世界坐标值；对所述图像进行图像处理，获得所述若干等分割离散点所对应的二维图像坐标值；将每一所述等分割离散点的二维图像坐标值、三维世界坐标值分别代入所述描述图像坐标系和世界坐标系之间映射关系的摄像机模型中，并利用所述初次摄像机内外参数作为初始值的迭代优选方法进行二次迭代优化求解，从而得到精确摄像机内外参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江桂华，田军章，马晓芬，张刚庆，黎程，董健卫，颜剑豪，李盟，詹文峰，曾少庆，方金，
申请(专利权)人：广东省第二人民医院，广东省传统医学与运动伤害康复研究所，广东药学院，
类型：发明
国别省市：广东;44