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《基于交比不变性的镜头畸变参数标定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第5期 仪 器 仪 表 学 报2004年10月X基于交比不变性的镜头畸变参数标定方法贺俊吉 张广军 杨宪铭(北京航空航天大学自动化学院 北京 100083)摘要 在分析目前的畸变参数标定方法优缺点的基础上,提出了一种能克服现有技术缺点的简单快速的镜头畸变参数标定方法。该方法利用了透视投影中的交比不变性质,在畸变模型为一阶径向畸变的情况下,只需要空间共线的4个点的图像坐标和其交比,建立一元二次方程即可标定畸变参数。该方法的特点是算法简单,易于实施,需要已知条件少。对此标定方法进行了数字仿真实验和真实图像校正实验,证明该方法标定精度高,简单易
2、行。关键词 摄像机镜头 畸变校正 畸变参数 标定 交比不变ApproachforCalibrationofLensDistortionBasedonCrossRatioInvariabilityHeJunjiZhangGuangjunYangXianming(BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)AbstractAnewapproachforlensdistortioncalibrationispresented,whichutilizesthecrossratioinvari
3、abilityofperspectiveprojection.Itovercomesthedisadvantagesofexistingdistortioncalibrationapproaches.Assumedonlywithoneorderradialdistortion,imagecoordinatesofonly4specialcollinearpointsareneededaswellasthecrossratioofthem.Anmonadictwoorderequationisbuiltwiththeseinfo,whichwillgivethesolu
4、tionofdis2tortioncoefficient.Digitalimitationexperimentandrealdistortedimagecorrectionprovedthisapproachissim2ple,accurateandtimesaving.KeywordsCameralensDistortioncorrectionDistortioncoefficientsCalibrationCrossratioinvariability变参数的求解需要的先决条件多,比如需要摄像机的1 引 言内外部参数;畸变参数的求解过程是非线性优化过程,相对于线性
5、方程的求解计算量大。另一类是针对内窥在工业、医疗等领域的视觉检测技术、内窥技术镜镜头的大畸变的标定和校正,多采用畸变像素与校[7～9]中,所应用的成像镜头往往带有不同程度的畸变特性,正像素多项式映射法。该方法的特点是:只针对径使所获得的图像较之真正的透视投影图像有畸变。为向畸变建立模型,能校正较严重的畸变(广角镜头的畸保证后续的图像处理和分析的准确性,必须检测畸变变),畸变模型的参数多(约有10个),需要提取的特征的大小并进行相应的校正。点多,计算复杂,计算量大。如何快速有效的检测出镜头的畸变参数是上述技现有畸变参数标定方法存在如下的不足:要么畸术的一个重要方面,是研究
6、的内容之一。目前检测校正变模型复杂,参数较多,计算量大;要么虽然畸变参数镜头畸变的方法主要分为两大类。一类是机器视觉检少,但依赖于系统其他参数的标定,标定过程较复杂。[1～6]测技术中常用的方法,根据其特点称之为非线性这些不足之处制约了畸变参数的标定速度和精度。需优化法。该方法的特点是:畸变参数的标定是与其他参要寻找一种操作简单,计算简单,要求先决条件少,快数的标定融合在一起的;用于工业测量的镜头一般畸速又准确的标定方法来标定镜头的畸变参数。这里提变轻微,所以畸变模型较简单,可以只取一阶畸变;畸出的利用交比不变性质标定畸变参数的方法就具有这X本文于2002年11月收到,
7、系国防基础预研究资助项目。598仪 器 仪 表 学 报 第25卷些优点。根据交比不变性质有:(xia-xic)(xib-xid)=CR2 透视投影中的交比不变性质(xib-xic)(xia-xid)(5)(yia-yic)(yib-yid)=CR(yib-yic)(yia-yid)如图1所示,直线l上三个点A、B、C,以A、B为由于实际的镜头并不是理想的透视成像,而是带基础点,点C为分点(该点C为内分点或外分点),由有不同程度的畸变,即使得空间点(x,y,z)所成的像并分点与基础点所确定的两有向线段之比称为
