CN104581107A - 一种对3d相机进行校正的装置及方法 - Google Patents

一种对3d相机进行校正的装置及方法 Download PDF

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本发明提供了一种对3D相机进行校正的装置及方法，其中，对3D相机进行校正的装置包括：图像转换模块、角点检测模块、角点匹配模块、误差计算模块和调节模块，其中，误差计算模块用于计算左图像和右图像的角点的y坐标的差值以及对所有差值求平均获得误差，调节模块根据所述误差生成反馈信号驱动图像转换模块对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得相匹配的角点的y坐标相等；通过上述方式，本发明提供的对3D相机进行校正的装置及方法可补偿因3D相机的双摄像头在贴片时所产生的位置误差，利用校正之后获得的左图像和右图像最终可生成效果较好的3D图像。

Description

一种对3D相机进行校正的装置及方法
技术领域
本发明涉及图像处理与图像识别领域，特别是涉及一种对3D相机进行校正的装置及方法。
背景技术
为了利用手机采集并生成3D图片，手机上往往会安装双摄像头，而双摄像头在贴片过程中的位置很容易出现误差，导致采集的图像数据最终生成很别扭的3D图像。
为解决上述技术问题，本发明提供一种对3D相机进行校正的装置及方法，以补偿因摄像头贴片误差而产生的不良影响。
发明内容
本发明提供一种对3D相机进行校正的装置及方法，通过将采集的3D图像数据转换为灰度图像，并拆分所述灰度图像为左图像和右图像，然后对左图像和右图像的角点进行匹配以及计算每一对相匹配的角点的y坐标之差最终获得误差，利用误差调节左图像和右图像的纵向坐标，使得左图像和右图像每一对相匹配的角点纵坐标相等，可补偿因3D相机的双摄像头在贴片时所产生的位置误差，利用校正之后获得的左图像和右图像最终可生成效果较好的3D图像。
为解决上述技术问题，本发明提供的第一技术方案是提供一种对3D相机进行校正的装置，包括：
图像转换模块，用于接收3D相机采集的3D图像数据，然后将所述3D图像数据处理为灰度图像，并将所述灰度图像拆分为左图像和右图像；
角点检测模块，与所述图像转换模块电连接，用于对左图像和右图像分别求角点；
角点匹配模块，与所述角点检测模块电连接，用于对左图像和右图像的角点进行匹配；
误差计算模块，与所述角点匹配模块电连接，用于计算每一对相匹配的左图像角点的y坐标与右图像角点的y坐标的差值，并对所有的差值求平均以获得误差；
调节模块，用于根据所述误差生成反馈信号驱动图像转换模块对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得相匹配的角点的y坐标相等；
其中，所述y值所在的直角坐标系的Y轴和X轴都平行于左图像和右图像，左图像位于Y轴的一侧，右图像位于Y轴的另一侧，X轴的方向由左图像中心指向右图像的中心，且左图像中心与右图像中心距离Y轴相等的距离。
其中，所述误差如果是利用左图像的角点的y坐标减去右图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者将右图像向Y轴正方向平移，误差小于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者右图像向Y轴负方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
其中，所述误差如果是利用右图像的角点的y坐标减去左图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者将右图像向Y轴负方向平移，误差小于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者右图像向Y轴正方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
其中，所述角点检测模块采用的角点检测算法包括Harris角点检测算法。
其中，所述角点匹配模块进一步用于利用剔除算法剔除错误的匹配角点。
其中，所述剔除算法包括光束平差法。
为解决上述问题，本发明提供的第二技术方案是提供一种对3D相机进行校正的方法，包括步骤：
利用图像转换模块接收3D相机采集的3D图像数据，然后将所述3D图像数据处理为灰度图像，并将所述灰度图像拆分为左图像和右图像；
利用角点检测模块对左图像和右图像分别求角点；
利用角点匹配模块对左图像和右图像的角点进行匹配；
利用误差计算模块计算每一对相匹配的左图像角点的y坐标与右图像角点的y坐标的差值，并对所有的差值求平均以获得误差；
利用调节模块根据所述误差生成误差反馈信号驱动图像转换模块对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得相匹配的角点的y坐标相等；
其中，所述y值所在的直角坐标系的Y轴和X轴都平行于左图像和右图像，左图像位于Y轴的一侧，右图像位于Y轴的另一侧X轴的方向由左图像中心指向右图像的中心，且左图像中心与右图像中心距离Y轴相等的距离。
其中，所述误差如果是利用左图像的角点的y坐标减去右图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者将右图像向Y轴正方向平移，误差小于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者右图像向Y轴负方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
其中，所述误差如果是利用右图像的角点的y坐标减去左图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者将右图像向Y轴负方向平移，误差小于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者右图像向Y轴正方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
其中，所述角点检测模块采用的角点检测算法包括Harris角点检测算法。
其中，所述利用角点匹配模块对左图像和右图像的角点进行匹配的步骤进一步包括利用剔除算法剔除错误的匹配角点。
其中，所述剔除算法包括光束平差法。
本发明的有益效果是：通过将采集的3D图像数据转换为灰度图像，并拆分所述灰度图像为左图像和右图像，然后对左图像和右图像的角点进行匹配以及计算每一对相匹配的角点的y坐标之差最终获得误差，利用误差调节左图像和右图像的纵向坐标，使得每一对相匹配的左图像和右图像角点纵坐标相等，可补偿因3D相机的双摄像头在贴片时所产生的位置误差，利用校正之后获得的左图像和右图像最终可生成效果较好的3D图像。
附图说明
图1是本发明的一种对3D相机进行校正的装置的一实施例的结构示意图；
图2是本发明的一种对3D相机进行校正的方法的一实施例的流程示意图；
图3是本发明的一种对3D相机进行校正的装置及方法中利用图像转换模块对灰度图像进行拆分的示意图。
具体实施方式
本发明的第一技术方案是提供一种对3D相机进行校正的装置，请参见图1，图1是本发明的一种对3D相机进行校正的装置的一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的对3D相机进行校正的装置10包括图像转换模块11、角点检测模块12、角点匹配模块13、误差计算模块14以及调节模块15。其中，图像转换模块11与角点检测模块12电连接，角点检测模块12与角点匹配模块13电连接，角点匹配模块13与误差计算模块14电连接，误差计算模块14与调节模块15电连接，调节模块15与图像转换模块11电连接。
在本实施例中，3D相机采集的3D图像数据输入给图像转换模块11，图像转换模块11接收到3D图像数据后，对3D图像数据进行处理。图像转换模块11首先将3D图像数据处理为灰度图像，再将灰度图像拆分成左图像和右图像的形式。然后图像转换模块11将处理后生成的左图像和右图像输出给角点检测模块12，角点检测模块12用于对左图像和右图像分别求角点。
本实施例中，图像转换模块11对灰度图像进行拆分的过程可参见图3，图3是本发明的一种对3D相机进行校正的装置及方法中利用图像转换模块对灰度图像进行拆分的示意图。如图3所示，图像转换模块11将原始3D图像通过转换算法转换为灰度图像，并将灰度图像P拆分为左图像PL和右图像PR，其中，左图像PL和右图像PR分布于灰度图像P的中分线AB的两侧，其中，左图像PL位于Y轴的一侧，而右图像PR位于Y轴的另一侧，X轴由左图像PL的中心点指向右图像PR的中心点，且左图像中心点与右图像中心点距离Y轴的距离相等。当然，在本发明的具体应用中，还可以用其他类似方法建立直角坐标系以达到本发明的同样目的，本发明对此不做限制。
在本发明的一优选实施例中，角点检测模块12所采用的角点检测算法包括Harris角点检测算法，当然在本发明的其他实施例中，也可以采用能到达到同样目的的其他角点检测算法进行角点检测，本发明对此不作限制。
在本实施例中，角点匹配模块13对完成角点检测之后的角点进行匹配。具体地，角点匹配模块13利用角点匹配算法将左图像和右图像的角点一一匹配以获得一定数量的匹配角点。当然，在本发明的其他实施例中，角点匹配模块13还需要采用剔除算法剔除错误的匹配角点以获得正确的匹配角点，以弥补角点匹配算法的不足。在本发明的一优选实施例中，剔除算法包括光束平差法。
在本实施例中，角点匹配模块13获得正确的匹配角点之后将匹配正确的角点数据传输给误差计算模块14以获取左右图像的纵向偏移误差。具体地，误差计算模块14计算每一对相匹配的左图像角点的y坐标与右图像角点的y坐标的差值，并对所有的差值求平均以获得误差。
在本实施例中，调节模块15从误差计算模块14接收到误差之后，根据误差生成相应的驱动信号，并将驱动信号传输给图像转换模块11，图像转换模块11在驱动信号的驱动下对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得误差等于零，左图像和右图像相对应的匹配点的纵坐标相等，进而弥补3D相机的左摄像头和右摄像头在贴片过程中产生的纵向误差。
在发明的一优选实施例中，误差计算模块14获得的误差如果是利用左图像的角点的y坐标减去右图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块15驱动图像转换模块11将左图像向Y轴负方向平移或者将右图像向Y轴正方向平移，误差小于零时，调节模块15驱动图像转换模块11将左图像向Y轴正方向平移或者右图像向Y轴负方向平移，，误差等于零时，图像转换模块11不对左右图像进行平移，最终使得左图像和右图像中相匹配的角点纵坐标相等，如此，便可弥补双摄像头在贴片过程中产生的纵向误差。
在本发明的另一优选实施例中，误差计算模块14获得的误差如果是利用右图像的角点的y坐标减去左图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块15驱动图像转换模块11将左图像向Y轴正方向平移或者将右图像向Y轴负方向平移，误差小于零时，则调节模块15驱动图像转换模块11将左图像向Y轴负方向平移或者右图像向Y轴正方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移，最终使得左图像和右图像中相匹配的角点的纵坐标相等，如此，便可弥补双摄像头在贴片过程中产生的纵向误差。
本发明的第二技术方案是提供一种对3D相机进行校正的方法，请参见图2，图2是本发明的一种对3D相机进行校正的方法的一实施例的流程示意图。如图2所示，本实施例包括步骤：
21、利用图像转换模块接收3D相机采集的3D图像数据，然后将所述3D图像数据处理为灰度图像，并将所述灰度图像拆分为左图像和右图像，
具体地，3D相机采集的3D图像数据输入给图像转换模块，图像转换模块接收到3D图像数据后，对3D图像数据进行处理。请参见图3，如图3所示，图像转换模块首先将3D图像数据处理为灰度图像P，再将灰度图像分成左图像PL和右图像PR的形式，其中，左图像PL分布于灰度图像P的中心线AB的一侧，而右图像PR分布于灰度图像P的另一侧。X轴由左图像PL的中心点指向右图像PR的中心点，且左图像中心点与右图像中心点距离Y轴的距离相等。当然，在本发明的具体应用中，还可以用其他类似方法建立直角坐标系以达到本发明的同样目的，本发明对此不做限制。
22、利用角点检测模块对左图像和右图像分别求角点，
角点检测模块对接收到的左图像和右图像分别求角点，在本发明的一优选实施例中，所采用的角点检测算法包括Harris角点检测算法，当然也可以采用其他可达到同样目的的角点检测算法来替代Harris角点检测算法，本发明对此不作限制；
23、利用角点匹配模块对左图像和右图像的角点进行匹配，
其中，可利用角点匹配算法获得一定数量的相匹配的角点，此步骤可进一步包括利用剔除算法剔除错误的匹配角点以弥补角点匹配算法的不足，在本发明的一优选实施例中，所采取的剔除算法包括光束平差法；
24、利用误差计算模块计算每一对相匹配的左图像角点的y坐标与右图像角点的y坐标的差值，并对所有的差值求平均以获得误差；
25、利用调节模块根据所述误差生成误差反馈信号驱动图像转换模块对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得相匹配的角点的y坐标相等，
在本发明的一优选实施例中，利用误差计算模块获得的误差如果是利用左图像的角点的y坐标减去右图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块则驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者将右图像向Y轴正方向平移，误差小于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者右图像向Y轴负方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移，最终使得左图像和右图像中相匹配的角点纵坐标相等，如此，便可弥补双摄像头在贴片过程中产生的纵向误差。
在本发明的另一优选实施例中，误差计算模块获得的误差如果是利用右图像的角点的y坐标减去左图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者将右图像向Y轴负方向平移，误差小于零时，则调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者右图像向Y轴正方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移，最终使得左图像和右图像中相匹配的角点的纵坐标相等，如此，便可弥补双摄像头在贴片过程中产生的纵向误差。
通过上述方式，本发明提供的一种对3D相机进行校正的装置及方法，通过将采集的3D图像数据转换为灰度图像，并拆分所述灰度图像为左图像和右图像，然后对左图像和右图像的角点进行匹配以及计算每一对相匹配的角点的y坐标之差最终获得误差，利用误差调节左图像和右图像的纵向坐标，使得左图像和右图像每一对相匹配的角点纵坐标相等，可补偿因3D相机的双摄像头在贴片时所产生的位置误差，利用校正之后获得的左图像和右图像最终可生成效果较好的3D图像。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种对3D相机进行校正的装置，其特征在于，所述装置包括：
图像转换模块，用于接收3D相机采集的3D图像数据，然后将所述3D图像数据处理为灰度图像，并将所述灰度图像拆分为左图像和右图像；
角点检测模块，与所述图像转换模块电连接，用于对左图像和右图像分别求角点；
角点匹配模块，与所述角点检测模块电连接，用于对左图像和右图像的角点进行匹配；
误差计算模块，与所述角点匹配模块电连接，用于计算每一对相匹配的左图像角点的y坐标与右图像角点的y坐标的差值，并对所有的差值求平均以获得误差；
调节模块，用于根据所述误差生成反馈信号驱动图像转换模块对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得相匹配的角点的y坐标相等；
其中，所述y值所在的直角坐标系的Y轴和X轴都平行于左图像和右图像，左图像位于Y轴的一侧，右图像位于Y轴的另一侧，X轴的方向由左图像中心指向右图像的中心，且左图像中心与右图像中心距离Y轴相等的距离。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述误差如果是利用左图像的角点的y坐标减去右图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者将右图像向Y轴正方向平移，误差小于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者右图像向Y轴负方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述误差如果是利用右图像的角点的y坐标减去左图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者将右图像向Y轴负方向平移，误差小于零时，调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者右图像向Y轴正方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述角点检测模块采用的角点检测算法包括Harris角点检测算法。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述角点匹配模块进一步用于利用剔除算法剔除错误的匹配角点。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述剔除算法包括光束平差法。
7.一种对3D相机进行校正的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
利用图像转换模块接收3D相机采集的3D图像数据，然后将所述3D图像数据处理为灰度图像，并将所述灰度图像拆分为左图像和右图像；
利用角点检测模块对左图像和右图像分别求角点；
利用角点匹配模块对左图像和右图像的角点进行匹配；
利用误差计算模块计算每一对相匹配的左图像角点的y坐标与右图像角点的y坐标的差值，并对所有的差值求平均以获得误差；
利用调节模块根据所述误差生成误差反馈信号驱动图像转换模块对左图像或右图像沿Y轴方向进行调整，以使得相匹配的角点的y坐标相等；
其中，所述y值所在的直角坐标系的Y轴和X轴都平行于左图像和右图像，左图像位于Y轴的一侧，右图像位于Y轴的另一侧，X轴的方向由左图像中心指向右图像的中心，且左图像中心与右图像中心距离Y轴相等的距离。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述误差如果是利用左图像的角点的y坐标减去右图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者将右图像向Y轴正方向平移，误差小于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者右图像向Y轴负方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述误差如果是利用右图像的角点的y坐标减去左图像的角点的y坐标所得，则误差大于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴正方向平移或者将右图像向Y轴负方向平移，误差小于零时，利用调节模块驱动图像转换模块将左图像向Y轴负方向平移或者右图像向Y轴正方向平移，误差等于零时，图像转换模块不对左右图像进行平移。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述角点检测模块采用的角点检测算法包括Harris角点检测算法。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用角点匹配模块对左图像和右图像的角点进行匹配的步骤进一步包括利用剔除算法剔除错误的匹配角点。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述剔除算法包括光束平差法。
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