本发明专利技术公开了一种变焦镜头的标定方法，包括：标定摄像机最短焦时的内参数；获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变焦图像；分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点，并对所述特征点进行匹配；依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦参数。本发明专利技术无需采用标志物，可以有效提高实施的便利性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电视节目制作的
，特别是涉及一种变焦镜头的标定方法及一 种变焦镜头的标定装置。
技术介绍
摄像机标定的目的是从摄像机获取的图像信息出发，计算三维空间中物体的几何 信息，并由此重建和识别物体。而空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点 之间的相互关系，是由摄像机成像的几何模型决定的，这些几何模型参数就是标定参数。具 体而言，标定参数包括外参数和内参数，其中，外参数包括摄像机的位置、姿态等几何信息， 内参数包括摄像机的焦距，主点、以及镜头变形参数等光学参数，用外参数和内参数来建立 空间中的任意点和其在图像上的成像点之间的对应关系，这个过程就是摄像机标定的过 程。通常，空间中的任意点和其在图像上的成像点之间的对应关系用小孔成像模型来描述。传统的摄像机标定是在一定的摄像机模型下，基于特定的实验条件，如形状、尺寸 已知的标定物，经过对其进行图像处理，利用一系列数学变换和计算方法，求取摄像机模型 的外参数和内参数。例如，现在标定变焦镜头，通常采用在墙上贴一个标志板，然后对着标 志板变焦采图，利用标志板的坐标已知的条件，计算出摄像机镜头的变焦参数。这种方法， 从实施上来说会比较麻烦，如果在户外嘈杂的环境中，利用图像分析的方法寻找标志板的 角点还有可能失败。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种变焦镜头的标定方法，无需采用标志物， 以提高实施的便利性。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例公开了一种变焦镜头的标定方法，包括标定摄像机最短焦时的内参数；获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变焦图像；分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点，并对所述特征点进行匹配；依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦参数。优选的，所述摄像机最短焦时的内参数采用张正友标定方法获得。优选的，所述特征点为SIFT特征点。优选的，所述特征点匹配的步骤包括将相邻两幅图像中描述同一个特征的点对应起来，建立一个特征点对应的集合。优选的，所述计算当前摄像机变焦参数的步骤包括依据匹配的特征点集合和前一幅图像的内参数，计算后一幅图像对应的内参数和 光心的旋转角度；依据所述后一幅图像对应的内参数和光心的旋转角度计算摄像机变焦参数；采用LM算法对所述变焦参数进行优化；将所述光心的旋转角度相对于第一幅图旋转。本专利技术实施例还公开了一种变焦镜头的标定装置，包括内参数标定单元，用于标定摄像机最短焦时的内参数；变焦图像获取单元，用于获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变 焦图像；特征点提取单元，用于分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点；特征点匹配单元，用于对所述特征点进行匹配；变焦参数计算单元，用于依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦 参数。优选的，所述摄像机最短焦时的内参数采用张正友标定方法获得。优选的，所述特征点为SIFT特征点。优选的，所述特征点匹配单元包括对应子单元，用于将相邻两幅图像中描述同一个特征的点对应起来；集合子单元，用于建立一个特征点对应的集合。优选的，所述变焦参数计算单元包括第一计算子单元，用于依据匹配的特征点集合和前一幅图像的内参数，计算后一 幅图像对应的内参数和光心的旋转角度；第二计算子单元，用于依据所述后一幅图像对应的内参数和光心的旋转角度计算 摄像机变焦参数；优化子单元，用于采用LM算法对所述变焦参数进行优化；光心旋转子单元，用于将所述光心的旋转角度相对于第一幅图旋转。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术不需要任何标志物，只需采用摄像机对户外自然场景拍摄一组变焦图像， 然后对该组变焦图像两两提取特征点以进行匹配，基于匹配的特征点及已知的摄像机最短 焦内参数就可以得到该镜头的变焦参数。这种方法可以以提高实施的便利性，十分简便快 捷。。附图说明图1是本专利技术的一种变焦镜头的标定方法实施例的步骤流程图；图2是本专利技术的一种变焦镜头的标定装置实施例的结构框图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图1，示出了本专利技术的一种变焦镜头的标定方法实施例的步骤流程图，具体可 以包括以下步骤步骤101、标定摄像机最短焦时的内参数；在实际中，所述摄像机最短焦时的内参数可以采用张正友提出的利用多幅平面模 板标定摄像机所有内外参数的方法一平面标定法进行标定。在该方法中，摄像机内参数矩阵为 权利要求1.一种变焦镜头的标定方法，其特征在于，包括 标定摄像机最短焦时的内参数；获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变焦图像； 分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点，并对所述特征点进行匹配； 依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦参数。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述摄像机最短焦时的内参数采用张正友 标定方法获得。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述特征点为SIFT特征点。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征点匹配的步骤包括将相邻两幅图像中描述同一个特征的点对应起来，建立一个特征点对应的集合。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算当前摄像机变焦参数的步骤包括 依据匹配的特征点集合和前一幅图像的内参数，计算后一幅图像对应的内参数和光心的旋转角度；依据所述后一幅图像对应的内参数和光心的旋转角度计算摄像机变焦参数； 采用LM算法对所述变焦参数进行优化； 将所述光心的旋转角度相对于第一幅图旋转。6.一种变焦镜头的标定装置，其特征在于，包括 内参数标定单元，用于标定摄像机最短焦时的内参数；变焦图像获取单元，用于获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变焦图像；特征点提取单元，用于分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点； 特征点匹配单元，用于对所述特征点进行匹配；变焦参数计算单元，用于依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦参数。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述摄像机最短焦时的内参数采用张正友 标定方法获得。8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述特征点为SIFT特征点。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述特征点匹配单元包括 对应子单元，用于将相邻两幅图像中描述同一个特征的点对应起来； 集合子单元，用于建立一个特征点对应的集合。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述变焦参数计算单元包括第一计算子单元，用于依据匹配的特征点集合和前一幅图像的内参数，计算后一幅图 像对应的内参数和光心的旋转角度；第二计算子单元，用于依据所述后一幅图像对应的内参数和光心的旋转角度计算摄像 机变焦参数；优化子单元，用于采用LM算法对所述变焦参数进行优化； 光心旋转子单元，用于将所述光心的旋转角度相对于第一幅图旋转。全文摘要本专利技术公开了一种变焦镜头的标定方法，包括标定摄像机最短焦时的内参数；获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变焦图像；分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点，并对所述特征点进行匹配；依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦参数。本专利技术无需采用标志物，可以有效提高实施的便利性。文档编号G06T7/00GK102110291SQ20091024392公开日2011年6月29日 申请日期2009年1本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种变焦镜头的标定方法，其特征在于，包括：标定摄像机最短焦时的内参数；获取固定位置的摄像机通过变焦对户外场景采集一组变焦图像；分别对各两两相邻的变焦图像提取多个特征点，并对所述特征点进行匹配；依据所述内参数和匹配的特征点计算当前摄像机的变焦参数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢宏，
申请(专利权)人：新奥特北京视频技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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