拼接设备的拼接误差检测方法及误差检测系统与流程

本技术涉及摄像机，特别是涉及一种拼接设备的拼接误差检测方法及误差检测系统。

背景技术：

1、在一些应用场景中用户需要拍摄一个广角的图像，如用户需要拍摄360°全景图像，而单个图像采集单元的视场角有限，无法拍摄得到广角的图像。因此相关技术中提供有包括多个图像采集单元的多目摄像机，多目摄像机可以通过各图像采集单元分别拍摄图像，并将各图像采集单元拍摄到的图像拼接，从而形成广角的图像，由于多目摄像机对拍摄到的图像进行拼接，因此下文中称多目摄像机为拼接设备。

2、受限制于各种原因，如拼接设备中各图像采集单元拍摄到的图像之间存在视差、拼接设备拼接图像所采用的算法(下文称拼接算法)自身存在一定的不准确性，导致拼接形成的全景图像中存在图像缺失、重影等误差。由于该误差较大时会严重影响全景图像的质量，因此，用户需要对拼接设备拍摄到的全景图像中的误差进行检测，以挑选出能够拍摄得到高质量全景图像的拼接设备。

3、但是视差取决于所拍摄的场景与拼接设备的距离(下文称拍摄距离)，因此同一拼接设备拍摄得到的各全景图像的误差也将不同，可能在第一拍摄距离的情况下，第一拼接设备拍摄得到的全景图像中的误差大于第二拼接设备拍摄得到的全景图像中的误差，而在第二拍摄距离的情况下，第一拼接设备拍摄得到的全景图像中的误差小于第二拼接设备拍摄得到的全景图像中的误差。

4、可见，简单地对比拍摄得到的全景图像的误差，只能够确定特定拍摄距离下不同拼接设备拍摄得到的全景图像的误差大小，而难以反映出不同拼接设备在不同情况下拍摄得到的全景图像的误差大小，给拼接设备的检测带来了困难。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种拼接设备的拼接误差检测方法及误差检测系统，以实现准确地检测拼接设备的性能。具体技术方案如下：

2、在本技术的第一方面提供了一种拼接设备的拼接误差检测方法，所述拼接设备包括焦距相同的第一图像采集单元和第二图像采集单元，所述拼接设备用于分别通过所述第一图像采集单元和所述第二采集单元采集图像，并拼接所述第一采集单元和所述第二采集单元采集到的图像，得到拼接图像，所述方法包括：

3、获取以第一距离和第二距离为自变量、以相对水平误差为因变量的相对水平误差方程，其中，所述相对水平误差为第一绝对水平误差与第二绝对水平误差之间的差异，所述第一绝对水平误差为：在拍摄距离为所述第一距离的情况下拼接图像中因拼接产生的误差在水平方向上的分量，所述第二绝对水平误差为：在拍摄距离为所述第二距离的情况下拼接图像中因拼接产生的误差在水平方向上的分量，所述水平方向为所述第二图像采集单元相对所述第一图像采集单元的方向；

4、以所述拼接设备的使用距离范围的下限距离为第一距离、所述使用距离范围的上限距离为第二距离，代入所述相对水平误差方程得到相对水平误差，作为预测相对水平误差，其中，所述使用距离范围为：所述拼接设备在使用过程中距离所需采集的对象的距离的可能取值范围；

5、基于所述预测相对水平误差确定所述拼接设备的拼接误差，其中，所述拼接误差与所述预测相对水平误差正相关。

6、在一种可能的实施例中，所述获取以第一距离和第二距离为自变量、以相对水平误差为因变量的相对水平误差方程，包括：

7、基于双目视差原理、所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元的焦距和视点间距，建立以第一距离和第二距离为自变量、以相对水平误差为因变量的相对水平误差方程。

8、在一种可能的实施例中，所述方法还包括：

9、控制所述拼接设备分别采集至少三种第一测试距离处的标定组件，得到各第一测试距离对应的拼接图像；

10、分别确定各第一测试距离对应的拼接图像的误差在水平方向上的分量，作为第一测试距离对应的实测绝对水平误差；

11、分别针对至少三对第一测试距离，计算该对第一测试距离各自对应的实测绝对水平误差之间的差异，作为该对第一测试距离对应的实测相对水平误差；

12、分别针对至少三对第一测试距离，以该对第一测试距离分别作为第一距离和第二距离、该对第一测试距离对应的实测相对水平误差作为相对水平误差，代入基于双目视差原理构建的以第一距离、第二距离为自变量、以焦距、视点间距为未知参数、以相对水平误差为因变量的原始方程，得到至少三个包含焦距和视点间距的等式；

13、求解使得所述至少三个等式成立的焦距和视点间距，作为所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元的焦距和视点间距。

14、在一种可能的实施例中，所述相对水平误差方程为：

15、

16、其中，dirp(d1)-dirp(d2)为相对水平误差，d1为第一距离，d2为第二距离，f为第一图像采集单元和第二图像采集单元的焦距，l为第一图像采集单元和第二图像采集单元的视点间距。

17、在一种可能的实施例中，所述第一测试距离不小于所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元的盲区深度，和/或，

18、所述第一测试距离不大于所述拼接设备的视差曲线中平缓段起点所对应的拍摄距离，其中，所述视差曲线用于表示所述第一图像采集单元和所述第二采集单元之间的视差随拍摄距离的变化，所述平缓段起点为所述视差曲线中变化率小于预设变化率阈值的线段的起点。

19、在一种可能的实施例中，所述第一测距离包括1.5米、3米以及10米，且所述第一测试距离不小于1.5米，且不大于10米。

20、在一种可能的实施例中，所述方法还包括：

21、控制所述拼接设备采集至少一种第二测试距离处的标定组件，得到各第二测试距离对应的拼接图像；

22、在各第二测试距离对应的拼接图像中确定误差在竖直方向上的误差，作为实测绝对竖直误差，其中，所述竖直方向平行于所述第一图像采集单元和所述第二采集单元的物面，且垂直于所述水平方向；

23、基于所述预测相对水平误差确定所述拼接设备的拼接误差，包括：

24、基于所述预测相对水平误差和各所述实测绝对竖直误差，确定所述拼接设备的拼接误差，其中，所述拼接误差与各所述实测绝对竖直误差正相关。

25、在一种可能的实施例中，所述基于所述预测相对水平误差和各所述实测绝对竖直误差，确定所述拼接设备的拼接误差，包括：

26、计算所述预测相对水平误差与水平分辨率的第一比值，并计算各所述实测绝对竖直误差与竖直分辨率的第二比值，其中，所述水平分辨率为所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元在所述水平方向上的分辨率，所述竖直分辨率为所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元在所述竖直方向上的分辨率；

27、基于所述第一比值和所述第二比值，确定所述拼接设备的拼接误差，其中，所述拼接误差与所述第一比值正相关，且与所述第二比值正相关。

28、在本技术的第二方面，提供了一种误差检测系统，所述系统包括拼接设备、检测器；

29、所述拼接设备包括焦距相同的第一图像采集单元和第二图像采集单元，所述拼接设备用于分别通过所述第一图像采集单元和所述第二采集单元采集图像，并拼接所述第一采集单元和所述第二采集单元采集到的图像，得到拼接图像；

30、所述检测器，用于获取以第一距离和第二距离为自变量、以相对水平误差为因变量的相对水平误差方程，其中，所述相对水平误差为第一绝对水平误差与第二绝对水平误差之间的差异，所述第一绝对水平误差为：在拍摄距离为所述第一距离的情况下拼接图像中因拼接产生的误差在水平方向上的分量，所述第二绝对水平误差为：在拍摄距离为所述第二距离的情况下拼接图像中因拼接产生的误差在水平方向上的分量，所述水平方向为所述第二图像采集单元相对所述第一图像采集单元的方向；

31、以所述拼接设备的使用距离范围的下限距离为第一距离、所述使用距离范围的上限距离为第二距离，代入所述相对水平误差方程得到相对水平误差，作为预测相对水平误差，其中，所述使用距离范围为：所述拼接设备在使用过程中距离所需采集的对象的距离的可能取值范围；

32、基于所述预测相对水平误差确定所述拼接设备的拼接误差，其中，所述拼接误差与所述预测相对水平误差正相关。

33、在一种可能的实施例中，所述系统还包括标定组件；

34、所述拼接设备，具体用于分别在三种第一测试距离拍摄所述标定组件，得到各第一测试距离对应的拼接图像；并将拼接图像发送至所述检测器；

35、所述检测器，还用于分别确定各第一测试距离对应的拼接图像的误差在水平方向上的分量，作为第一测试距离对应的实测绝对水平误差；

36、分别针对至少三对第一测试距离，计算该对第一测试距离各自对应的实测绝对水平误差之间的差异，作为该对第一测试距离对应的实测相对水平误差；

37、分别针对至少三对第一测试距离，以该对第一测试距离分别作为第一距离和第二距离、该对第一测试距离对应的实测相对水平误差作为相对水平误差，代入基于双目视差原理构建的以第一距离、第二距离为自变量、以焦距、视点间距为未知参数、以相对水平误差为因变量的原始方程，得到至少三个包含焦距和视点间距的等式；

38、求解使得所述至少三个等式成立的焦距和视点间距，作为所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元的焦距和视点间距；

39、所述检测器以第一距离和第二距离为自变量、以相对水平误差为因变量的相对水平误差方程，包括：

40、基于双目视差原理、所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元的焦距和视点间距，建立以第一距离和第二距离为自变量、以相对水平误差为因变量的相对水平误差方程。

41、在本技术的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一所述的方法。

42、本技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法。

43、本技术实施例有益效果：

44、本技术实施例提供的拼接设备的拼接误差检测方法及误差检测系统，由于第一绝对水平误差和第二绝对水平误差能够反映出不同拍摄距离情况下的误差，因此相对水平误差能够反映出不同拍摄距离情况下误差之间的差异，又由于预测相对误差是分别以下限距离和上限距离代入方程计算得到的，而在拼接设备的实际使用过程中的拍摄距离处于下限距离和上限距离之间，因此预测相对误差可以视为在拼接设备的实际使用过程中误差的变化范围。变化范围越小，则越可以将不同拍摄距离的情况视为等效的情况，故同一种拼接算法优化方式越容易适用于不同拍摄距离的情况，换言之，越容易通过优化拼接算法减小甚至消除不同拍摄距离情况下的误差，而误差越容易被消除，则可以认为拼接设备容易降低以误差导致的图像质量较低，也即拼接设备的性能越强。反之，变化范围越大，则拼接设备性能越弱。而本技术中拼接误差与预测相对水平误差正相关，故拼接误差越大则说明拼接设备性能越弱，拼接误差越小则说明拼接设备性能越强，也即本技术中的拼接误差能够有效的表征拼接设备的真实性能。

45、当然，实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。