一种投影模组的标定方法与流程

文档序号:13250251阅读:644来源:国知局
技术领域本发明涉及光学影像领域,尤其涉及投影模组的标定方法。

背景技术:
无论是在图像测量,还是计算机视觉的其他应用中,成像参数的标定都是非常关键的环节,是计算机视觉系统的基本问题,其标定的精度直接影响后续视觉任务的性能。在具体的摄像工程中,虽然生产厂商提供了摄像机和与之对应所使用的摄像镜头中的大部分参数,但生产厂商提供数据的精度往往不能满足实际工程中的应用需求,例如,由于存在镜头畸变,使得画质无法满足实际的使用需求,所以,在实际应用过程中,计算机视觉的工作者往往需要根据实际使用情况重新标定摄像机,获取具体且精确的内参数,获取摄像空间的方位信息,以获取无畸变图像来满足使用者的需要。目前,投影装置被广泛应用于各个场合中,如商务办公、教学等,诸多的应用而让人们的生活离不开投影装置。但在投影工程中,由于投影模组具有镜头,因此也具有畸变、焦距等光学参数,所以,对投影模组是具有标定的必要性的,但投影模组本身是投影设备,不具有捕捉图像的能力,无法获取图像,所以还不存在有效的方法获取投影模组的内外参,无法对投影模组实现有效的标定。当前,对投影模组的标定仍然局限于投影图像的目测,只能定性标定,而不能定量标定,得出的结论也无法给后续的投影矫正提供有效的参考。此外,畸变的图像会降低解码率,影响投影的画质,因此,需要对畸变进行改善,所以,急需一种有效的方法对投影模组进行标定,以改善镜头畸变,提高解码率,满足人们的使用需求。

技术实现要素:
本发明的主要目的在于提供一种投影模组的标定方法,通过配合一个已经经过标定的摄像模组,获取投影图像,实现投影模组的标定,大幅提升投影图像的解码率。本发明的另一目的在于提供一种投影模组的标定方法,使用标定过的摄像模组的内参对图像进行反补偿,获取无畸变图像,以方便获取投影模组的标定数据,实现了对投影模组的量化标定。本发明的另一目的在于提供一种投影模组的标定方法,用反补偿后的摄像模组拍摄投影模组的投影图像,计算投影模组的内外参,实现对投影模组的标定,解决了传统无法对投影模组标定的难题。本发明的另一目的在于提供一种投影模组的标定方法,方法简单,效率较高,标定速度快,标定数据准确。为满足本发明的以上目的以及本发明的其他目的及优势,本发明提供一种投影模组的标定方法,包括以下步骤:(A)对一摄像模组进行标定,获取无畸变图像;(B)使用标定的摄像模组抓取投影图像;(C)根据抓取到的投影图像计算投影模组的内外参,完成投影模组的标定。其中,在所述步骤(A)中,获取摄像模组的内外参,对摄像模组进行反补偿,以获取无畸变图像。可以采用传统标定法、自动视觉标定法或自标定法对摄像模组进行标定。进一步地,在所述步骤(C)中,按照摄像模组的标定方式计算投影模组的内外参。通过以上方法完成对投影模组的标定,获取了投影模组的内外参,为后续图像的矫正提供了参考依据,且大幅提升了投影图像的解码效率。附图说明图1是根据本发明的一个优选实施例中对投影模组进行标定的流程图。图2是根据本发明的一个优选实施例的摄像模组拍摄的图像补偿前后的示意图。具体实施方式以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。投影机是一种用以显示大画面的显示装置,投影机的成像原理是将光源模组所产生的照明光束藉由光阀转换成影像光束,再将影像光束通过镜头投射到荧幕或墙面上以形成影像。计算机视觉的基本任务之一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。摄像机的标定过程是确定摄像机的几何和光学参数以及摄像机相对于世界坐标系的方位,标定精度的大小直接影响着计算机视觉的精度。在机器视觉应用中,总会碰到这样的问题,要确定物体在空间中的位置和屏幕上的图像上位置的关系,求解像和物之间关系的过程,就叫做摄像机的标定,也就是摄像机的参数,包括内参K和外残旋转矩阵R、平移矩阵T等。在摄像机内部参数确定的条件下,利用若干个已知的物点和相应的像点坐标,就可以求解出摄像机的内、外参。在目前,对摄像模组的标定已趋于成熟,并且对摄像模组的标定方法很多,在本发明中,投影标定是将投影模组视为逆向摄像模组,进行内外参数标定,即通过配合一个已经经过标定的摄像模组,获取投影图像,然后再计算投影模组的内外参,进而实现了对投影模组的标定。如图1所示,具体过程如下:(1)对摄像模组进行标定,获取内参;(2)根据内参对摄像模组进行反补偿,获取无畸变图像;(3)使用标定的摄像模组抓取投影图像;(4)根据抓取到的投影图像计算投影模组的内外参,完成投影模组的标定。在所述步骤(1)中,获取摄像模组的内参后,还可以进一步获取摄像模组的外参,实现对摄像模组的标定,以方便后续对摄像模组获取的图像进行反畸变矫正。其中,对摄像模组进行标定的方法很多,例如传统标定法、自动视觉标定法和自标定法。传统标定方法包括DLT(DirectLinearTransformation)法、RAC(RadialAlignmentConstraint)法和简易标定法,其中RAC法确定摄像机参数是利用径向一致性约束来求解,除光轴方向平移以外的其它摄像机外参,可利用方程的线性解形式来确定摄像机参数,因此,使得摄像机的求解过程变得更加简单,速度上变得更快,参数的结果变得更精确。主动视觉标定摄像机的内参和外参是把摄像机装载在可自由移动的平台上,再从可自由移动的平台上获取摄像机做特殊运动参数,并且获取摄像机做特殊运动所采集的多幅图像,利用图像和摄像机做特殊运动参数来确定摄像机的内参和外参。摄像机自标定方法是仅仅利用摄像机所拍摄周围环境图像与图像之间的匹配对应关系对摄像机进行标定,就目前摄像机自标定技术大致可以分为以下几种:用绝对二次曲线极线变换性质确定Kruppa方程的方法自标定摄像机、分层逐步的标定方法、基于二次曲面的自标定方法和空间几何约束的摄像机自标定方法,均可以确定摄像机内参和外参。本发明可以采用上述任一一种方法或者其他方法来获取摄像模组的内外参,进而实现对摄像模组的标定,所以,相对于本发明而言,无论哪一种标定方法,只要能够实现对摄像模组的标定即可。在所述步骤(2)中,使用内参,对摄像模组进行反补偿,以及对摄像模组的获取图像进行反畸变矫正,获取无畸变图像,确保摄像模组在补偿后获取到的图像不再附带摄像模组引起的变异。补偿前后的图像如图2所示。在所述步骤(3)和所述步骤(4)中,对摄像模组已经进行加载补偿后,用标定过的摄像模组对投影模组的投影图像进行抓取,然后按照摄像模组的标定方式计算内外参,获取到的数据即为投影模组的标定数据。通过上述方法,本发明实现了投影模组的内外参获取,并实现了对投影模组的标定,大幅提升了投影图像的解码率。本领域的技术人员应理解,上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明,在没有背离所述原理下,本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
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