校正导引系统和校正导引系统的操作方法与流程

本发明涉及一种校正导引系统和校正导引系统的操作方法，尤其涉及一种不需特定校正图案以校正多摄像机系统的校正导引系统和校正导引系统的操作方法。

背景技术：
在立体摄像机出厂前，立体摄像机的制造商会在立体摄像机出厂前利用自动化校正以维持立体摄像机所需的机构准度。然而在立体摄像机出厂后，上述立体摄像机所需的机构准度会因为立体摄像机的使用环境或使用方法(例如立体摄像机的使用环境或使用方法可造成立体摄像机的左/右眼图像获取单元的位置或获取图像角度产生改变)而无法维持。因此，在立体摄像机出厂且用户操作一段时间后，立体摄像机需要再进行图像矫正以补偿立体摄像机的机构准度的漂移。现有技术所公开的校正方法是主要利用棋盘格等特定校正图案，让用户利用棋盘格等校正图案重复地对立体摄像机执行图像矫正动作。然而现有技术所公开的校正方法大部分是适合由专业受过训练的技术员和校正设备在立体摄像机的制造工厂中执行。因此，当用户操作立体摄像机一段时间后，立体摄像机需要图像矫正时，用户可能需要送回立体摄像机至立体摄像机的制造商。如此，对于用户而言，现有技术是不方便、旷日费时且需要额外的花费。

技术实现要素：
本发明的一实施例公开一种校正导引系统的操作方法，所述校正导引系统包含一特征获取单元、一导引单元及一运算单元。所述操作方法包含所述特征获取单元对一多摄像机系统所获取的包含一第一对象的第一图像组执行一特征获取操作以产生对应所述多摄像机系统的图像获取范围内一预定位置的第一特征点组；当对应所述预定位置的第一特征点组的特征点的数目大于一预定数目时，所述导引单元根据对应所述预定位置的第一特征点组的特征点的区块与一预定区块之间的第一比较结果，决定是否产生一方向指示导引所述第一对象至所述图像获取范围内的另一预定位置。本发明的另一实施例公开一种校正导引系统。所述校正导引系统包含一特征获取单元和一导引单元。所述特征获取单元是用于对一多摄像机系统所获取的包含一第一对象的第一图像组执行一特征获取操作以产生对应所述多摄像机系统的图像获取范围内一预定位置的第一特征点组；所述导引单元是用于当对应所述预定位置的第一特征点组的特征点的数目大于一预定数目时，根据对应所述预定位置的第一特征点组的特征点的区块与一预定区块之间的第一比较结果，决定是否产生一方向指示导引所述第一对象至所述图像获取范围内另一预定位置。本发明的另一实施例公开一种校正导引系统的操作方法，所述校正导引系统包含一特征获取单元和一导引单元。所述操作方法包含所述特征获取单元对一多摄像机系统所获取的包含一第一对象的第一图像组执行一特征获取操作以产生对应所述多摄像机系统的图像获取范围内一预定位置的第一特征点组；当对应所述预定位置的第一特征点组的特征点的数目大于一预定数目时，所述导引单元根据一预定条件，决定是否产生一方向指示导引所述第一对象至所述图像获取范围内另一预定位置。本发明公开一种校正导引系统和校正导引系统的操作方法。所述校正导引系统和所述操作方法是利用一导引单元导引一具有足够特征点的对象或依多摄像机系统使所述对象位于所述多摄像机系统的图像获取范围内的至少一预定位置，利用一特征获取单元产生对应所述至少一预定位置的特征点组，以及利用一运算单元根据对应所述至少一预定位置的特征点组，产生所述多摄像机系统的多个新图像矫正参数。因此，相较于现有技术，由于本发明可利用所述引单元导引所述对象或所述多摄像机系统使所述对象位于所述多摄像机系统的图像获取范围内的至少一预定位置，所以本发明并不需要特定校正图案、特定校正设备以及专业受过训练的技工即可对所述多摄像机系统执行图像矫正操作。附图说明图1是本发明第一实施例公开一种多摄像机系统的校正导引系统的示意图。图2A、2B是本发明第二实施例公开一种校正导引系统的操作方法的流程图。图3是说明第一图像对的示意图。图4是说明第一对象内对应第一特征点对的特征点的区块与多摄像机系统的图像获取范围在所述深度的面积的示意图。图5是说明用户可使第一对象移动至图像获取范围的左上方、左下方、右上方和右下方的示意图。图6是说明多摄像机系统的显示屏显示方向指示为向左的箭头的示意图。图7是说明显示屏显示向左的箭头以及强调对应第一预定位置的区块的示意图。其中，附图标记说明如下：100多摄像机系统102左眼图像获取单元104右眼图像获取单元106扬声器108显示屏120校正导引系统150第一对象160用户1082箭头1084区块1202特征获取单元1204导引单元1206运算单元DI方向指示FI第一图像FCP第一特征点对PL预定位置FIP第一图像对FCPB区块ICR图像获取范围ICRA面积SI第二图像200-216步骤具体实施方式请参照图1，图1是本发明第一实施例公开一种多摄像机系统100的校正导引系统120的示意图，其中多摄像机系统100包含一左眼图像获取单元102和一右眼图像获取单元104，且校正导引系统120包含一特征获取单元1202、一导引单元1204及一运算单元1206。但本发明并不受限于多摄像机系统100包含左眼图像获取单元102和右眼图像获取单元104，也就是说多摄像机系统100可包含超过二以上的图像获取单元。请参照图1、2A、2B、3-7，图2A、2B是本发明第二实施例公开一种校正导引系统的操作方法的流程图，图3是说明一第一图像对FIP的示意图，图4是说明一第一对象150内对应第一特征点对FCP的特征点的区块FCPB与多摄像机系统100的图像获取范围ICR在所述深度的面积的示意图，图5是说明一用户160可使第一对象150移动至图像获取范围ICR的左上方、左下方、右上方和右下方的示意图，图6是说明多摄像机系统100的显示屏108显示一方向指示DI为一向左的箭头1082的示意图，以及图7是说明显示屏108显示向左的箭头1082以及强调对应预定位置PL的区块1084的示意图。图2A、2B的操作方法是利用图1的多摄像机系统100与校正导引系统120说明，详细步骤如下：步骤200：开始；步骤202：多摄像机系统100获取包含第一对象150的第一图像对FIP；步骤204：特征获取单元1202对第一图像对FIP执行一特征获取操作以产生对应多摄像机系统100的图像获取范围ICR内一预定位置PL的第一特征点对FCP；步骤206：对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点的数目是否大于一预定数目；如果是，进行步骤208；如果否，跳回步骤202；步骤208：对应第一特征点对FCP的特征点的区块FCPB是否小于一预定区块；如果是，进行步骤210；如果否，进行步骤218；步骤210：导引单元1204产生方向指示DI导引第一对象150至图像获取范围ICR内另一预定位置；步骤212：当第一对象150位于所述另一预定位置时，特征获取单元1202对多摄像机系统100所获取的包含第一对象150的第二图像对执行所述特征获取操作以产生对应所述另一预定位置的第一特征点对；步骤214：是否第一对象150已被导引至图像获取范围ICR内多个预定位置；如果是，进行步骤216；如果否，跳回步骤210；步骤216：运算单元1206根据对应图像获取范围ICR内多个预定位置的第一特征点对，产生对应多摄像机系统100的多个第一图像矫正参数(imagerectificationparameter)，进行步骤220；步骤218：运算单元1206直接根据对应预定位置PL的第一特征点对FCP，产生对应多摄像机系统100的多个第二图像矫正参数，进行步骤220；步骤220：结束。在步骤202中，如图3所示，第一图像对FIP包含一第一图像FI和一第二图像SI，其中第一图像FI是左眼图像获取单元102所获取的一左眼图像和第二图像SI是右眼图像获取单元104所获取的一右眼图像，第一图像FI和第二图像SI是用于组成一立体图像，以及在第一图像FI和第二图像SI中是由用户160握住第一对象150。但本发明并不受限于由用户160握住第一对象150，也就是说只要任何可使第一对象150在多摄像机系统100的图像获取范围ICR内移动的方式都落入本发明的范围。另外，本发明并不受限于第一对象150是单一物体，也就是说第一对象150也可为任何具有多个特征点的环境或物体群组。另外，因为多摄像机系统100包含左眼图像获取单元102和右眼图像获取单元104，所以多摄像机系统100是产生包含第一对象150的第一图像对FIP。但在本发明的另一实施例中，因为多摄像机系统100包含超过二以上的图像获取单元，所以多摄像机系统100是产生包含第一对象150的第一图像组。另外，第一对象150在第一图像FI和第二图像SI中是处于一静止状态，也就是说当第一对象150在第一图像FI和第二图像SI的移动程度超过一预定程度时，特征获取单元1202会舍弃第一图像对FIP。另外，第一对象150是位于图像获取范围ICR内的预定位置PL，其中当用户160是使第一对象150位于图像获取范围ICR内的相同一深度移动时，图像获取范围ICR内预定位置的数目可由第一对象150内对应第一特征点对FCP的特征点(例如第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇)的区块FCPB(如图4所示，区块FCPB是第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇所形成的凸多边形)与图像获取范围ICR在所述深度的面积的比值决定。但本发明并不受限于区块FCPB是第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇所形成的凸多边形，也就是说区块FCPB可为第一对象150内任一包含第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇的区块。另外，在本发明的另一实施例中，对应所述任一包含第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇的区块的单位面积的特征点的数目必须大于一预定值。例如当用户160是使第一对象150于图像获取范围ICR内深度一公尺的位置移动时，此时区块FCPB与图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的比值是1/4(如图4所示)。但本发明并不受限于区块FCPB与图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的比值是1/4。如图4所示，因为区块FCPB与图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的比值约为1/4，所以图像获取范围ICR内预定位置的数目约可等于4，也就是说当用户160是使第一对象150于图像获取范围ICR内深度一公尺的位置移动时，用户160可移动第一对象150至图像获取范围ICR的左上方、左下方、右上方和右下方(如图5所示)即可使特征获取单元1202获取到对应同一深度(也就是说深度一公尺)的图像获取范围ICR的大部分的第一特征点对。然而在本发明的另一实施例中，图像获取范围ICR内预定位置的数目是由不同深度的数目所决定。例如用户160可直线地移动第一对象150至图像获取范围ICR内深度一公尺、二公尺以及三公尺的位置，所以此时图像获取范围ICR内预定位置的数目是等于3。另外，在本发明的另一实施例中，图像获取范围ICR内预定位置的数目可由不同深度以及对应不同深度中的每一深度的不同位置所决定。例如图像获取范围ICR内预定位置的数目等于对应图像获取范围ICR内深度一公尺的4个位置，对应图像获取范围ICR内深度二公尺的8个位置，以及对应图像获取范围ICR内深度三公尺的12个位置的总和(也就是说图像获取范围ICR内预定位置的数目等于24)。在步骤204中，如图3所示，特征获取单元1202对第一图像对FIP执行所述特征获取操作以产生对应预定位置PL的第一特征点对FCP(例如第一图像FI中第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇分别和第二图像SI中第一对象150的左眼、右眼、鼻尖和双唇形成第一特征点对FCP)，也就是说特征获取单元1202根据第一图像对FIP所包含的第一图像FI和第二图像SI，以及一特征匹配算法(featurematchingalgorithm)，产生对应预定位置PL的第一特征点对FCP，其中特征匹配算法是一现有技术所公开的算法(例如尺度不变特征转换(Scale-invariantfeaturetransform,SIFT)和加速强健特征(Speeded-UpRobustFeatures；SURF)等算法)，在此不再赘述。在步骤206中，如果对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点的数目小于所述预定数目，则代表第一对象150并不适合校正多摄像机系统100。因此，用户160可选一第二对象以及校正导引系统120可对所述第二对象执行步骤202、204以产生对应预定位置PL的第二特征点对。然后，如果所述第二特征点对的特征点的数目还是小于所述预定数目，则代表所述第二对象也不适合校正多摄像机系统100。因此，用户160可继续选其他对象直到所述其他对象适合校正多摄像机系统100。在步骤210中，如果对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点的数目大于所述预定数目，则代表第一对象150适合校正多摄像机系统100，所以导引单元1204可产生方向指示DI导引第一对象150至图像获取范围ICR内另一预定位置，其中方向指示DI是一声音指示、一文字指示或一图像指示。当方向指示DI是声音指示时，方向指示DI可通过多摄像机系统100的扬声器106输出；当方向指示DI是文字指示或图像指示时，方向指示DI可通过多摄像机系统100的显示屏108显示。例如，如图4、6所示，当多摄像机系统100的显示屏108显示的方向指示DI为向左的箭头1082时，用户160将根据方向指示DI的导引，使第一对象150移动至图像获取范围ICR的左上方(也就是说图像获取范围ICR内另一预定位置)。另外，在本发明的另一实施例中，当方向指示DI是文字指示或图像指示时，方向指示DI是通过耦接于多摄像机系统100的一主机(未绘示于图1)的显示屏输出。另外，在本发明的另一实施例中，校正导引系统120是应用在耦接于多摄像机系统100的主机(未绘示于图1)，所以当方向指示DI是声音指示时，方向指示DI可通过所述主机的扬声器(未绘示于图1)输出；当方向指示DI是文字指示或图像指示时，方向指示DI可通过所述主机的显示屏(未绘示于图1)显示。另外，在本发明的另一实施例中，当多摄像机系统100的显示屏108显示的方向指示DI为向左的箭头1082时，第一对象150被固定以及多摄像机系统100被移动以使第一对象150位于图像获取范围ICR的左上方(也就是说图像获取范围ICR内另一预定位置)。在步骤212中，当第一对象150位于图像获取范围ICR的左上方(也就是说图像获取范围ICR内另一预定位置)时，特征获取单元1202即可对多摄像机系统100所获取的包含第一对象150的第二图像对执行所述特征获取操作以产生对应图像获取范围ICR的左上方(也就是说图像获取范围ICR内另一预定位置)的第一特征点对。另外，在本发明的另一实施例中，当对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点的数目大于所述预定数目时，导引单元1204不仅可产生箭头1082导引第一对象150至图像获取范围ICR的左上方(也就是说图像获取范围ICR内另一预定位置)，也可使显示屏108中产生强调(highlight)对应预定位置PL的区块1084(如图7所示)，其中显示屏108中的区块1084是用于提示特征获取单元1202已产生对应预定位置PL的第一特征点对FCP，且区块1084具有一异于显示屏108中其他区块的颜色或亮度。在步骤214中，第一对象150将被导引单元1204所产生的方向指示DI导引至图像获取范围ICR内所有预定位置(例如图像获取范围ICR的左上方、左下方、右上方和右下方)。在步骤216中，运算单元1206可根据特征获取单元1202所产生的对应图像获取范围ICR内所有预定位置的第一特征点对(也就是说特征获取单元1202所产生的对应图像获取范围ICR的左上方、左下方、右上方和右下方的第一特征点对)，产生对应多摄像机系统100的多个第一图像矫正参数。在运算单元1206产生对应多摄像机系统100的多个第一图像矫正参数后，如果多摄像机系统100根据多个第一图像矫正参数所产生的一矫正立体图像不能满足多摄像机系统100的用户160的需求，则多摄像机系统100的用户160可重复执行上述步骤直到多摄像机系统100所产生的所述矫正立体图像可满足多摄像机系统100的用户160的需求。例如在本发明的一实施例中，当多摄像机系统100根据所述多个第一图像矫正参数，产生所述矫正立体图像(其中所述矫正立体图像包含一第一矫正图像和一第二矫正图像)后，如果在所述第一矫正图像中所有特征点与所述第二矫正图像中所有对应特征点之间的水平位置的差值总和大于一默认值，则多摄像机系统100的用户160可重复执行上述步骤直到在所述第一矫正图像中所有特征点与所述第二矫正图像中所有对应特征点之间的水平位置的差值总和小于所述默认值。但本发明并不受限于上述判断多摄像机系统100所产生的矫正立体图像是否满足多摄像机系统100的用户160的需求的方法。另外，在步骤208中，对应第一特征点对FCP的特征点的区块FCPB是否小于所述预定区块即为一预定条件。但本发明并不受限于所述预定条件为对应第一特征点对FCP的特征点的区块FCPB是否小于所述预定区块。在步骤208中，在本发明的一实施例中，所述预定区块是图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的一半。因此，在步骤218中，当第一对象150中对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点的区块FCPB大于所述预定区块(也就是说图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的一半)时，则因为第一对象150中对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点的区块FCPB可占据图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的一半以上，所以此时运算单元1206可直接根据对应预定位置PL的第一特征点对FCP，产生对应多摄像机系统100的多个第二图像矫正参数。另外，本发明并不受限于所述预定区块是图像获取范围ICR在深度一公尺的面积ICRA的一半。另外，步骤208的概念与判断对应预定位置PL的第一特征点对FCP的特征点是否分散于图像获取范围ICR的概念相同。综上所述，本发明所公开的校正导引系统和校正导引系统的操作方法是利用导引单元导引具有足够特征点的对象或多摄像机系统使所述对象位于所述多摄像机系统的图像获取范围内的至少一预定位置，利用特征获取单元产生对应所述至少一预定位置的特征点组，以及利用运算单元根据对应所述至少一预定位置的特征点组，产生所述多摄像机系统的多个图像矫正参数。因此，相较于现有技术，由于本发明可利用导引单元导引所述对象或所述多摄像机系统使所述对象位于所述多摄像机系统的图像获取范围内的至少一预定位置，所以本发明并不需要特定校正图案、特定校正设备以及专业受过训练的技工即可对所述多摄像机系统执行图像矫正操作。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。