相机内参标定方法、采图模式切换方法及相关设备、介质与流程

【】本申请涉及机器视觉，尤其涉及一种相机内参标定方法、采图模式切换方法及相关设备、介质。

背景技术

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背景技术：

1、相机的采图模式通常包括两种，分别为像素优化采图模式和常规的全像素采图模式，其中，像素优化采图模式的形式多样，其可通过一些像素优化手段来对图像进行像素优化，不仅能提高图像的质量和灵敏度，还能获得更高的信噪比(sinr)及合适的视场。在像素优化采图模式中，两种最为常用的像素优化手段是像素合并(binning)和像素裁剪(skipping)，其中，像素合并指的是将相邻的多个像素点合并成单个像素点，其虽然减少了输出图像的分辨率，但同时也提高了合并后每个像素的平均信噪比(snr)，使得合并后单个像素点的信号更亮、更清晰；像素裁剪指的是将图像中不需要的区域和/或数据进行移除或删除，以缩减图像的尺寸和大小。

2、相关技术中，任何的相机在出厂之前均需进行相机内参的标定，并且所标定的相机内参在相机出厂之后是固定不变的；同时，由于像素优化采图模式的形式多样(如像素优化手段的选用不同，4×4binning或2×2skipping等)，所以在相机出厂前的标定过程中很难确定出像素优化采图模式下所有形式的相机内参，这也是在相机出厂前仅对全像素采图模式的相机内参进行标定的原因。但是，在相机出厂后的实际使用过程中，相机在很多时候都需由全像素采图模式切换为像素优化采图模式(其形式由用户根据实际需求自行设置)，而在像素优化采图模式下，像素合并往往不是规则的合并，像素裁剪亦不是中心裁剪，这就会造成主点的偏移、相机内参的改变，也就是说，相机由全像素采图模式切换为像素优化采图模式时相机内参是不准确的，像素优化采图模式与全像素采图模式下采得的图像之间也会存在偏差，即全像素采图模式下的相机内参已不再适用于像素优化采图模式，从而对相机的成像造成了极大的影响。

3、因此，有必要对相机内参的现有标定方案进行改进。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本申请提供了一种相机内参标定方法、采图模式切换方法及相关设备、介质，旨在解决相关技术中相机由全像素采图模式切换为像素优化采图模式时相机内参不准确的问题。

2、为了解决相关技术中所存在的上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种相机内参标定方法，应用于包括标定板及控制与处理器的相机内参标定系统，用于标定相机在像素优化采图模式下的相机内参，该相机内参标定方法包括：控制相机在全像素采图模式下采集标定板的高分辨率图像、及在像素优化采图模式下采集标定板的低分辨率图像，其中，标定板上配置有若干个标定点；分别将高分辨率图像与低分辨率图像进行预处理，得到尺寸相同的灰度高分辨率图像与灰度低分辨率图像；对灰度高分辨率图像和灰度低分辨率图像进行二值化处理，分别得到灰度高分辨率图像和灰度低分辨率图像中与标定点对应的特征点信息；根据特征点信息计算灰度高分辨率图像与灰度低分辨率图像之间特征点的偏移量，并基于偏移量得到像素优化采图模式下的相机内参。

3、本申请实施例第二方面提供了一种相机内参标定系统，该相机内参标定系统包括标定板、相机及控制与处理器，其中：相机，用于在全像素采图模式下采集标定板的高分辨率图像、及在像素优化采图模式下采集标定板的低分辨率图像，其中，标定板上配置有若干个标定点；控制与处理器，用于获取高分辨率图像和低分辨率图像，并通过本申请实施例第一方面所提及的相机内参标定方法对相机进行内参标定，得到相机的内参。

4、本申请实施例第三方面提供了一种采图模式切换方法，其应用于包括相机的终端设备，且包括：根据接收的采图模式切换指令控制相机进入目标像素优化采图模式；判断预置的内参查找表中是否存储有目标像素优化采图模式下的相机内参；若内参查找表中存储有目标像素优化采图模式下的相机内参，则直接从内参查找表中确定目标像素优化采图模式下的相机内参；若内参查找表中未存储目标像素优化采图模式下的相机内参，则执行本申请实施例第一方面所提及的相机内参标定方法，得到目标像素优化采图模式下的相机内参并存储至内参查找表中。

5、本申请实施例第四方面提供了一种终端设备，其包括相机、存储器和处理器，相机和存储器分别与处理器通讯连接，存储器用于存储基于本申请实施例第一方面所提及的相机内参标定方法得到的内参查找表、相机在全像素采图模式下的相机内参及至少一段计算机指令，内参查找表中存储有相机在不同形式的若干种像素优化采图模式下的相机内参，处理器用于调用至少一段计算机指令以实现本申请实施例第三方面所提及的采图模式切换方法。

6、本申请实施例第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有至少一段计算机指令，该至少一段计算机指令用于被处理器调用以实现本申请实施例第一方面所提及的相机内参标定方法，或者实现本申请实施例第三方面所提及的采图模式切换方法。

7、通过本申请上述实施例的实施，可以在相机出厂前的标定过程中，基于相机内参标定方法得到全像素采图模式与像素优化采图模式之间相机内参的转换关系，从而不仅可确定出全像素采图模式下的相机内参，还可确定出不同形式的若干种像素优化采图模式下的相机内参，同时可以将确定出的所有相机内参进行存储，以便在相机出厂后的实际使用过程中进行调用；进一步地，在相机出厂后的实际使用过程中，当相机由全像素采图模式切换为像素优化采图模式时，亦可基于相机内参标定方法得到全像素采图模式与像素优化采图模式之间相机内参的转换关系，从而得到像素优化采图模式下的相机内参，提升了相机由全像素采图模式切换为像素优化采图模式时相机内参的准确性，减弱甚至消除了因相机内参不准确而对相机的成像所造成的影响。

技术特征：

1.一种相机内参标定方法，其特征在于，应用于包括标定板及控制与处理器的相机内参标定系统，用于标定相机在像素优化采图模式下的内参，所述相机内参标定方法包括：

2.根据权利要求1所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述根据所述特征点信息计算所述灰度高分辨率图像与所述灰度低分辨率图像之间所述特征点的偏移量，包括：

3.根据权利要求1所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述取所述质心横坐标差值的平均值及所述质心纵坐标差值的平均值，分别作为所述特征点在所述灰度高分辨率图像与所述灰度低分辨率图像之间横坐标方向上的偏移量及在纵坐标方向上的偏移量，包括：

4.根据权利要求2或3所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述特征点的质心坐标的计算公式如下：

5.根据权利要求2或3所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述偏移量的计算公式如下：

6.根据权利要求5所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述基于所述偏移量得到所述像素优化采图模式下的相机内参，包括：

7.根据权利要求6所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述像素优化采图模式下的相机内参的计算公式如下：

8.根据权利要求1所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述分别将所述高分辨率图像与所述低分辨率图像进行预处理，得到尺寸相同的灰度高分辨率图像与灰度低分辨率图像，包括：

9.根据权利要求1所述的相机内参标定方法，其特征在于，所述像素优化采图模式的像素优化方式包括像素合并和像素裁剪中的至少一种，所述像素优化采图模式具有若干种不同的形式，所述形式的不同体现于所述像素优化方式不同、所述像素合并的比例不同及所述像素裁剪的比例不同中的至少一种；所述相机内参标定方法还包括：

10.一种相机内参标定系统，其特征在于，包括标定板、相机及控制与处理器，其中：

11.一种采图模式切换方法，其特征在于，应用于包括相机的终端设备，所述采图模式切换方法包括：

12.一种终端设备，其特征在于，包括：

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有至少一段计算机指令，所述至少一段计算机指令用于实现权利要求1～9中任一项所述的标定方法或权利要求11所述的采图模式切换方法。

技术总结
本申请提供了一种相机内参标定方法、采图模式切换方法及相关设备、介质，不管是在相机出厂之前的标定过程中，还是在相机出厂之后的实际使用过程中，均可基于相机内参标定方法得到全像素采图模式与像素优化采图模式之间相机内参的转换关系，基于这种转换关系可以容易地得出像素优化采图模式下的相机内参，从而提升了相机由全像素采图模式切换为像素优化采图模式时相机内参的准确性，减弱甚至消除了因相机内参不准确而对相机的成像所造成的影响，同时也确保了相机的标定、配准等步骤不会因为相机采图模式的切换而受到影响。

技术研发人员：李肖肖,聂鑫,林时雨,俞涛,朱亮,师少光
受保护的技术使用者：奥比中光科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16