本发明专利技术公开了一种虚拟体育中的变焦镜头标定方法，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；从第一幅图像开始，循环执行以下步骤直至最后一副图像；步骤S1、选取相邻的两幅图像；步骤S2、对所述两幅图像分别提取多个SIFT特征点；步骤S3、将所述SIFT特征点进行匹配，建立特征点集步骤；S4、依据匹配特征点集合，以及，前一幅图像的摄像机参数，计算后一幅图像对应的摄像机最短焦内参数和光心的旋转角度；步骤S5、将光心旋转角度都处理为相对于前一幅图的旋转，即获得后一幅图像的摄像机变焦参数；步骤S6、令i＝i+1，返回步骤S1。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
，特别是涉及一种虚拟体育中的变焦镜头标 定方法及一种虚拟体育中的变焦镜头标定装置。
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虚拟体育中的变焦镜头标定方法，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虚拟体育中的变焦镜头标定方 法，包括标定摄像机最短焦时的内参数Kl ；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I ；从第一幅图像开始，循环执行以下步骤直至最后一副图像；步骤Si、选取相邻的两幅图像Ih和Ii ；步骤S2、对所述两幅图像分别提取多个SIFT特征点Xg以及Xi ；步骤S3、将所述SIFT特征点进行匹配，建立特征点集合il-i.5步骤S4、依据匹配特征点集合Ixm Xi),以及，前一幅图像Ip1的摄像机参数Kp1，计算后一幅图像Ii对应的摄像机最短焦内参数Ki和光心的旋转角度dR(a，β)；步骤S5、将光心旋转角度都处理为相对于前一幅图的旋转，即获得后一幅图像的 摄像机变焦参数为ClRi = dRdR^!且ClIi1 = I;步骤S6、令i = i+Ι，返回步骤Si。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，所述特征点匹配为，将相邻两幅图像中描述同一个特征的点对应起来。优选的，在步骤S5之前，还包括采用LM算法对所述变焦参数进行优化。本专利技术实施例还公开了一种虚拟体育中的变焦镜头标定装置，包括内参数标定单元，用于标定摄像机最短焦时的内参数Kl ；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I;循环控制单元，用于控制从第一幅图像开始，针对相邻两幅图像依次调用如下子 单元，直至最后一副图像；相邻图像确定子单元，用于选取相邻的两幅图像I"和Ii,特征点提取子单元，用于对所述两幅图像分别提取多个SIFT特征点χ"以及Xi ；特征点匹配子单元，用于将所述SIFT特征点进行匹配，建立特征点集合5计算子单元，用于依据匹配特征点集合G Xi),以及，前一幅图像Ip1的摄像机参数IV1，计算后一幅图像Ii对应的摄像机最短焦内参数Ki和光心的旋转角度dR( α， β)；光心旋转子单元，用于将光心旋转角度都处理为相对于前一幅图的旋转，即获得 后一幅图像的摄像机变焦参数为ClRi = dRdRH且ClIi1 = I;循环点定位子单元，用于将i = i+Ι，返回所述相邻图像确定子单元。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，所述循环控制单元还用于在光心旋转子单元之前调用优化子单元，用于采用LM算法对所述变焦参数进行优化。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虚拟体育中的变焦镜头标定方法实施例的步骤流程图；图2是本专利技术的一种虚拟体育中的变焦镜头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虚拟体育中的变焦镜头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Kl ；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——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1.一种虚拟体育中的变焦镜头标定方法，其特征在于，包括标定摄像机最短焦时的 内参数Kl ；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I ； 从第一幅图像开始，循环执行以下步骤直至最后一副图像； 步骤Si、选取相邻的两幅图像Ih和Ii ； 步骤S2、对所述两幅图像分别提取多个SIFT特征点以及Xi ；步骤S3、将所述SIFT特征点进行匹配，建立特征点集合ι步骤S4、依据匹配特征点集合·(Xm ^ Xi] ’以及，前一幅图像。的摄像机参数Kp1，计算后一幅图像Ii对应的摄像机最短焦内参数Ki和光心的旋转角度dR( α，β)；步骤S5、将光心旋转角度都处理为相对于前一幅图的旋转，即获得后一幅图像的摄像 机变焦参数为ClRi = dRdRH 且 ClR1 = I ；步骤S6、令i = i+Ι，返回步骤Si。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2所述的方法，其特征在于，所述特征点匹配为，将相邻两幅图像中描述 同一个特征的点对应起来。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S5之前，还包括 采用LM算法对所述变焦参数进行优化。5.一种虚拟体育中的变焦镜头标定装置，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Kl ；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I ；循环控制单元，用于控制从第一幅图像开始，针对相邻两幅图像依次调用如下子单元， 直至最后一副图像；相邻图像确定子单元，用于选取相邻的两幅图像Ih和Ii,特征点提取子单元，用于对所述两幅图像分别提取多个SIFT特征点以及Xi ；特征点匹配子单元，用于将所述SIFT特征点进行匹配，建立特征点集合，计算子单元，用于依据匹配特征点集合<-> Xi],以及，前一幅图像。的摄像机参数IV1，计算后一幅图像Ii对应的摄像机最短焦内参数Ki和光心的旋转角度dR(a，β)；光心旋转子单元，用于将光心旋转角度都处理为相对于前一幅图的旋转，即获得后一 幅图像的摄像机变焦参数为dRj = dRdRH 且 ClR1 = I ；循环点定位子单元，用于将i = i+Ι，返回所述相邻图像确定子单元。6.如权利要求5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本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种虚拟体育中的变焦镜头标定方法，其特征在于，包括：标定摄像机最短焦时的内参数Ｋ１；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Ｉ；从第一幅图像开始，循环执行以下步骤直至最后一副图像；步骤Ｓ１、选取相邻的两幅图像Ｉｉ－１和Ｉｉ；步骤Ｓ２、对所述两幅图像分别提取多个ＳＩＦＴ特征点ｘｉ－１以及ｘｉ；步骤Ｓ３、将所述ＳＩＦＴ特征点进行匹配，建立特征点集合（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｛（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＬｅｆｔＲｉｇｈｔＡｒｒｏｗ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）｝（／ｍｏ）?（ｍｏ）；（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）步骤Ｓ４、依据匹配特征点集合（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｛（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＆ＬｅｆｔＲｉｇｈｔＡｒｒｏｗ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）｝（／ｍｏ）?（ｍｏ），（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）以及，前一幅图像Ｉｉ－１的摄像机参数Ｋｉ－１，计算后一幅图像Ｉｉ对应的摄像机最短焦内参数Ｋｉ和光心的旋转角度ｄＲ（α，β）；步骤Ｓ５、将光心旋转角度都处理为相对于前一幅图的旋转，即获得后一幅图像的摄像机变焦参数为：ｄＲｉ＝ｄＲｄＲｉ－１且ｄＲ１＝Ｉ；步骤Ｓ６、令ｉ＝ｉ＋１，返回步骤Ｓ１。...
【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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