CN107364393A - 车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备，获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像；对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系；根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像；将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成后予以显示。本发明从根本上解决了单个后视摄像头无法同时兼顾可视角度和可视距离的问题，完美地呈现了车辆两侧和后方的图像，为车辆驾驶提供有效协助。

Description

车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备
技术领域
本发明涉及图像处理领域，特别是涉及车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备。
背景技术
众所周知，由于汽车结构本身会造成很多盲区，所以传统的后视镜效果可能会受后座乘客、行李、车身C柱等影响，并不能将后方情况显示全面。目前，市场上逐步出现了一种电子后视镜。电子后视镜采用设置在车辆后车窗上的摄像头来采集车辆后方图像，并将该图像显示到车辆内的后视镜上，从而给用户实时地展现车身后方的场景。
然而，单独一个后视摄像头无法同时兼顾可视角度和可视距离，要么可视角度大、而可视距离较近；要么可视距离较远，而可视角度不够。即便在车身上设置多个这样的后视摄像头，也只能是为用户展现多个视角下的采集图像，并不能从根本上解决这一问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备，从根本上解决了单个后视摄像头无法同时兼顾可视角度和可视距离的问题，完美地呈现了车辆两侧和后方的图像，为车辆驾驶提供有效协助。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车辆后视图像的显示方法，包括：获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像；对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系；根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像；将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成后予以显示。
于本发明一实施例中，在获取所述多个摄像头所采集的车辆后视图像之后，所述方法还包括：分别对各所述车辆后视图像进行预处理。
于本发明一实施例中，所述预处理依次包括：去噪、标定校正、裁剪、及视频平滑处理。
于本发明一实施例中，所述将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成，包括：将转换后的各图像进行叠合、及平滑重合区域处理。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种车辆后视图像的显示装置，包括：图像采集模块，用于获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像；摄像头标定模块，用于对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；以及利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系；图像处理模块，用于根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像；以及将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成后予以显示。
于本发明一实施例中，所述图像采集模块在获取所述多个摄像头所采集的车辆后视图像之后，分别对各所述车辆后视图像进行预处理。
于本发明一实施例中，所述预处理依次包括：去噪、标定校正、裁剪、及视频平滑处理。
于本发明一实施例中，所述将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成是通过将转换后的各图像进行叠合及平滑重合区域处理而实现的。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如上任一所述的车辆后视图像的显示方法。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信模块、及显示模块；其中，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如上任一所述的车辆后视图像的显示方法。
于本发明一实施例中，所述显示模块包括：电子后视镜。
如上所述，本发明的车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备，获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像；对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系；根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像；将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成后予以显示，从根本上解决了单个后视摄像头无法同时兼顾可视角度和可视距离的问题，完美地呈现了车辆两侧和后方的图像，为车辆驾驶提供有效协助。
附图说明
图1显示为本发明一实施方式中的车辆后视图像的显示方法的流程图。
图2显示为本发明一实施方式中的车辆后视图像的显示装置的模块图。
元件标号说明
S101～S105 步骤
2 车辆后视图像的显示装置
201 图像采集模块
202 摄像头标定模块
203 图像处理模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，为了从根本上解决单个后视摄像头无法同时兼顾可视角度和可视距离的问题，完美地呈现车辆两侧和后方图像，本发明提供一种车辆后视图像的显示方法，包括：
步骤S101：获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像。本实施例中的摄像头可以安装在车身的任何位置，例如：选用三个环视摄像头，分别设置在左右两侧车门上及后车窗上，并朝向车辆后方，从而有利于采集到车辆正后方及其两侧的后视图像。
在一实施方式中，在获取所述多个摄像头所采集的车辆后视图像之后，步骤S101还包括：分别对各所述车辆后视图像进行预处理，依次包括：去噪、标定校正、裁剪、及视频平滑。
由于受到摄像头本身与外部环境噪声干扰等影响，摄像头直接获取的图像称为含噪图像或噪声图像，需要进行去噪处理。通常地，去噪处理可以采用均值滤波器、自适应维纳滤波器、中值滤波器或形态学噪声滤除器进行滤波去噪，也可以采用小波分析进行去噪。
在对环视摄像头所获取的图像进行应用之前，需要建立图像坐标和物理坐标之间的对应关系。该对应关系的建立过程即是标定校正过程。
裁剪是指按照预设标准对将图像进行裁剪操作，以获取满足要求的裁剪后图像。例如，对于设置在车头和左右两侧的摄像头所获取的图像，按照预设标准裁剪掉部分重合的图像。再例如，对于设置在车尾和左右两侧的摄像头所获取的图像，按照预设标准裁剪掉部分重合的图像，从而为后续的图像处理提供所需的车辆周边图像。
视频平滑处理用于减少连续图像之间的抖动现象，从而为实现后续的横向车辆预警提供基础。
步骤S102：分别标定各所述摄像头，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息。
在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立摄像机成像的几何模型，这些几何模型参数就是摄像机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为摄像机标定。
摄像机标定的目的是确定相机的内参和外参。摄像机内参用于确定摄像机从三维空间到二维图像的投影关系，包括：像素的物理尺寸dx和dy，焦距f，图像物理坐标的扭曲因子gama，图像原点相对于光心成像点的的纵横偏移量cx和cy(像素为单位)等。摄像机外参用于决定摄像机坐标与世界坐标系之间相对位置关系，包括：三个轴的旋转参数(ω、δ、θ)，集合三个轴旋转信息的R，三个轴的平移参数(Tx、Ty、Tz)，绕X轴旋转角θ等。相机坐标系是连接图像物理坐标系与世界坐标系的桥梁，其中相机坐标的系的坐标原点是镜头的光心，其也是相机坐标系里的投影中心。
步骤S103：利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而得到各所述摄像头之间的对应关系，根据该对应关系就可以进一步确定各所述摄像头所采集的车辆后视图像之间的变换关系。
步骤S104：根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像，其中，该虚拟视角优选为驾驶员视角。
步骤S105：将转换到同一虚拟视角下的各图像进行叠合、平滑重合区域等合成处理后予以显示。
如图2所示，与上述方法实施例原理相似的是，本发明提供一种车辆后视图像的显示装置2，包括：图像采集模块201、摄像头标定模块202、图像处理模块203。
图像采集模块201获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像。本实施例中的摄像头可以安装在车身的任何位置，例如：选用三个环视摄像头，分别设置在左右两侧车门上及后车窗上，并朝向车辆后方，从而有利于采集到车辆正后方及其两侧的后视图像。
在一实施方式中，图像采集模块201在获取所述多个摄像头所采集的车辆后视图像之后，还会分别对各所述车辆后视图像进行预处理，依次包括：去噪、标定校正、裁剪、视频平滑。
由于受到摄像头本身与外部环境噪声干扰等影响，摄像头直接获取的图像称为含噪图像或噪声图像，需要进行去噪处理。通常地，去噪处理可以采用均值滤波器、自适应维纳滤波器、中值滤波器或形态学噪声滤除器进行滤波去噪，也可以采用小波分析进行去噪。
在对环视摄像头所获取的图像进行应用之前，需要建立图像坐标和物理坐标之间的对应关系。该对应关系的建立过程即是标定校正过程。
裁剪是指按照预设标准对将图像进行裁剪操作，以获取满足要求的裁剪后图像。例如，对于设置在车头和左右两侧的摄像头所获取的图像，按照预设标准裁剪掉部分重合的图像。再例如，对于设置在车尾和左右两侧的摄像头所获取的图像，按照预设标准裁剪掉部分重合的图像，从而为后续的图像处理提供所需的车辆周边图像。
视频平滑处理用于减少连续图像之间的抖动现象，从而为实现后续的横向车辆预警提供基础。
摄像头标定模块202对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；以及利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系。
在图像测量过程以及机器视觉应用中，为确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系，必须建立摄像机成像的几何模型，这些几何模型参数就是摄像机参数。在大多数条件下这些参数必须通过实验与计算才能得到，这个求解参数的过程就称之为摄像机标定。
摄像机标定的目的是确定相机的内参和外参。摄像机内参用于确定摄像机从三维空间到二维图像的投影关系，包括：像素的物理尺寸dx和dy，焦距f，图像物理坐标的扭曲因子gama，图像原点相对于光心成像点的的纵横偏移量cx和cy(像素为单位)等。摄像机外参用于决定摄像机坐标与世界坐标系之间相对位置关系，包括：三个轴的旋转参数(ω、δ、θ)，集合三个轴旋转信息的R，三个轴的平移参数(Tx、Ty、Tz)，绕X轴旋转角θ等。相机坐标系是连接图像物理坐标系与世界坐标系的桥梁，其中相机坐标的系的坐标原点是镜头的光心，其也是相机坐标系里的投影中心。
图像处理模块203根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像，其中，该虚拟视角优选为驾驶员视角；以及将转换到同一虚拟视角下的各图像进行叠合、平滑重合区域等合成处理后予以显示。
除此之外，本发明还包括一种存储介质和一种电子设备，由于前述实施例中的技术特征可以应用于存储介质实施例、电子设备实施例，因而不再重复赘述。
所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，其中存储有计算机程序，该计算程序在被处理器加载执行时，实现前述实施例中车辆后视图像显示方法的全部或部分步骤。
所述电子设备为包括处理器(CPU/MCU/SOC)、存储器(ROM/RAM)、通信模块(有线/无线网络)、显示模块的设备，优选为车载电脑。其中，设置在车辆上的多个摄像头与该电子设备电性连接，显示模块可以是车载电脑的中控显示屏，还可以是设置在车内任一位置的电子后视镜、触摸显示屏等。特别的，该存储器中存储有计算机程序，该处理器在加载执行所述计算机程序时，实现前述实施例中车辆后视图像显示方法的全部或部分步骤。
综上所述，本发明的车辆后视图像的显示方法、装置、存储介质及电子设备，从根本上解决了单个后视摄像头无法同时兼顾可视角度和可视距离的问题，完美地呈现了车辆两侧和后方的图像，为车辆驾驶提供有效协助，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (11)

1.一种车辆后视图像的显示方法，其特征在于，包括：
获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像；
对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；
利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系；
根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像；
将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成后予以显示。
2.根据权利要求1所述的车辆后视图像的显示方法，其特征在于，在获取所述多个摄像头所采集的车辆后视图像之后，还包括：分别对各所述车辆后视图像进行预处理。
3.根据权利要求2所述的车辆后视图像的显示方法，其特征在于，所述预处理依次包括：去噪、标定校正、裁剪、及视频平滑处理。
4.根据权利要求1所述的车辆后视图像的显示方法，其特征在于，所述将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成，包括：将转换后的各图像进行叠合、及平滑重合区域处理。
5.一种车辆后视图像的显示装置，其特征在于，包括：
图像采集模块，用于获取设置在当前车辆上的多个摄像头所采集的车辆后视图像；
摄像头标定模块，用于对各所述摄像头分别进行标定，从而确定各所述摄像头的外参信息和内参信息；以及利用各所述摄像头的外参信息和内参信息，对所述多个摄像头进行共同标定，从而确定各所述车辆后视图像之间的变换关系；
图像处理模块，用于根据所述变换关系将各所述车辆后视图像转换到同一虚拟视角下的图像；以及将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成后予以显示。
6.根据权利要求5所述的车辆后视图像的显示装置，其特征在于，所述图像采集模块在获取所述多个摄像头所采集的车辆后视图像之后，分别对各所述车辆后视图像进行预处理。
7.根据权利要求6所述的车辆后视图像的显示装置，其特征在于，所述预处理依次包括：去噪、标定校正、裁剪、及视频平滑处理。
8.根据权利要求5所述的车辆后视图像的显示装置，其特征在于，所述将转换到同一虚拟视角下的各图像进行合成是通过将转换后的各图像进行叠合及平滑重合区域处理而实现的。
9.一种存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载执行时，实现如权利要求1至4中任一所述的车辆后视图像的显示方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信模块、及显示模块；其中，
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于加载执行所述计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1至4中任一所述的车辆后视图像的显示方法。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述显示模块包括：电子后视镜。
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