CN118261986A - 外部参数判定方法及图像处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外部参数判定方法及图像处理装置。所述方法包括：取得多个摄像机分别对特定图样拍摄的多个图像；通过对所述多个图像执行特征点匹配算法以找出多个特征点组合；判定各特征点组合对应的斜率；基于各特征点组合对应的斜率找出多个候选组合；以及基于所述多个候选组合判定所述多个摄像机之间的外部参数。

Description

外部参数判定方法及图像处理装置

技术领域

本发明涉及一种图像处理技术，且尤其涉及一种外部参数判定方法及图像处理装置。

背景技术

在现有技术中，可通过对双摄像机系统所拍摄的图像进行特征点识别，并据以判定双摄像机系统中摄像机之间的外部参数。然而，由于某些特征点可能并不适于用于进行后续的外部参数判定，因此需通过一定的机制筛选适于用于进行后续外部参数判定的特征点，以得到较佳的外部参数判定结果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种外部参数判定方法及图像处理装置，其可用于解决上述技术问题。

本发明提供一种外部参数判定方法，适于一图像处理装置，包括：取得多个摄像机分别对一特定图样拍摄的多个图像；通过对所述多个图像执行一特征点匹配算法以在所述多个图像中找出多个特征点组合；判定各特征点组合对应的斜率；基于各特征点组合对应的斜率在所述多个特征点组合中找出多个候选组合，其中各候选组合的斜率位于一预设范围内；以及基于所述多个候选组合判定所述多个摄像机之间的至少一外部参数。

本发明实施例提供一种图像处理装置，包括存储电路及处理器。存储电路存储一程序代码。处理器耦接存储电路并存取程序代码以执行：取得多个摄像机分别对一特定图样拍摄的多个图像；通过对所述多个图像执行一特征点匹配算法以在所述多个图像中找出多个特征点组合；判定各特征点组合对应的斜率；基于各特征点组合对应的斜率在所述多个特征点组合中找出多个候选组合，其中各候选组合的斜率位于一预设范围内；以及基于所述多个候选组合判定所述多个摄像机之间的至少一外部参数。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是依据本发明的实施例示出的图像处理装置示意图；

图2是依据本发明的实施例示出的外部参数判定方法流程图；

图3是依据本发明第一实施例示出的应用情境图；

图4是依据本发明第二实施例示出的应用情境图；

图5是依据本发明第三实施例示出的应用情境图。

具体实施方式

请参照图1，其是依据本发明的实施例示出的图像处理装置示意图。在不同的实施例中，图像处理装置100例如可实现为各式智能型装置、计算机装置和/或各式具备图像处理能力的装置，但可不限于此。

在图1中，图像处理装置100包括存储电路102及处理器104。存储电路102例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取内存(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、闪存(Flash memory)、硬盘或其他类似装置或这些装置的组合，而可用以记录多个程序代码或模块。

处理器104耦接于存储电路102，并可为一般用途处理器、特殊用途处理器、传统的处理器、数字信号处理器、多个微处理器(microprocessor)、一个或多个结合数字信号处理器核心的微处理器、控制器、微控制器、特殊应用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可程序门阵列电路(Field Programmable Gate Array，FPGA)、任何其他种类的集成电路、状态机、基于进阶精简指令集机器(Advanced RISCMachine，ARM)的处理器以及类似品。

在本发明的实施例中，处理器104可存取存储电路102中记录的模块、程序代码来实现本发明提出的外部参数判定方法，其细节详述如下。

请参照图2，其是依据本发明的实施例示出的外部参数判定方法流程图。本实施例的方法可由图1的图像处理装置100执行，以下即搭配图1所示的组件说明图2各步骤的细节。另外，为使本发明概念更易于理解，以下另辅以图3作说明，其中图3是依据本发明第一实施例示出的应用情境图。

首先，在步骤S210中，处理器104取得多个摄像机分别对特定图样310拍摄的多个图像。在本发明的实施例中，所述多个摄像机例如包括第一摄像机及第二摄像机，且第一摄像机及第二摄像机形成双摄像机系统。在此情况下，第一摄像机及第二摄像机之间的相对位置可视为固定的。在一实施例中，所述双摄像机系统例如可内建于图像处理装置100中，但可不限于此。

在图3情境中，特定图样310例如是一黑白棋盘格图样。在此情况下，第一摄像机例如可用于在第一视角拍摄特定图样310以取得第一图像321，而第二摄像机例如可用于在第二视角拍摄特定图样310以取得第二图像322。

接着，在步骤S220中，处理器104通过对所述多个图像执行特征点匹配算法以在所述多个图像中找出多个特征点组合。

在一实施例中，处理器104所执行的特征点匹配算法例如是随机抽样一致性(RANSAC)算法，但可不限于此。在此情况下，RANSAC算法例如可因应于第一图像321及第二图像322而产生匹配结果图像330。

在图3中，匹配结果图像330例如可包括特征点组合331～334，其中各特征点组合331～334例如是一特征点对，但可不限于此。在本实施例中，所示出的特征点组合331～334的位置、数量仅用以举例，并非用以限定本发明可能的实施方式。

在一实施例中，第一图像321经判定有多个第一特征点331a～334a，第二图像322经判定有多个第二特征点331b～334b，且各特征组合331～334包括第一特征点331a～334a之一及第二特征点331b～334b之一。

在图3中，特征点组合331可包括特征点331a、331b，且特征点331a及331b之间可具有连线L1。特征点组合332可包括特征点332a、332b，且特征点332a及332b之间可具有连线L2。特征点组合333可包括特征点333a、333b，且特征点333a及333b之间可具有连线L3；特征点组合334可包括特征点334a、334b，且特征点334a及334b之间可具有连线L4。

之后，在步骤S230中，处理器104判定各特征点组合331～334对应的斜率。并且，在步骤S240中，处理器104基于各特征点组合331～334对应的斜率在所述多个特征点组合331～334中找出多个候选组合，其中各候选组合的斜率位于预设范围内。

在一实施例中，所述预设范围例如可由设计者依据所考虑的特定图样310而定，且所述预设范围可理解为正常的特征点组合对应的连线斜率应有的数值范围，但可不限于此。

在图3中，假设特征点组合331～333对应的连线L1～L3个别的斜率皆在预设范围内，但特征点组合334对应的连线L4的斜率不在预设范围内。在此情况下，处理器104例如可判定特征点组合331～333属于所述候选组合，并排除特征点组合334，但可不限于此。

之后，在步骤S250中，处理器104基于所述多个候选组合(例如特征点组合331～334)判定所述多个摄像机之间的外部参数。在一实施例中，第一摄像机及第二摄像机之间的外部参数例如包括第一摄像机及第二摄像机之间的相对俯仰(pitch)角、相对偏航(yaw)角及相对翻滚(roll)角，但可不限于此。

在本发明的实施例中，如何基于所述多个候选组合(例如特征点组合331～334)判定所述多个摄像机之间的外部参数的手段可参照判定外部参数的相关现有技术文献，其细节于此不另赘述。

在现有技术中，由于未有依据连线斜率排除某些特征点组合的手段，因此图3中的特征点组合331～334可能全部被用于判定所述多个摄像机之间的外部参数。在此情况下，将使得所述多个摄像机之间的外部参数较不准确，从而影响到后续的摄像机调校结果。

相较之下，由于本发明实施例在取得特征点组合331～334之后，排除了对应的斜率不在预设范围内的特征点组合334，故可得到相对准确的外部参数。藉此，可有助于提升所述多个摄像机在后续调校时的效率及准确度。

为使本发明概念更易于理解，以下另辅以图4、图5作进一步说明。

请参照图4，其是依据本发明第二实施例示出的应用情境图。在图4中，匹配结果图像410例如是处理器104基于第一摄像机及第二摄像机对另一特定图样(其例如是一城堡图像)拍摄的第一图像及第二图像执行RANSAC算法所得，但可不限于此。

由图4可看出，匹配结果图像410包括多个连线，其个别对应于一个特征点组合。在图4情境中，假设连线421～423的斜率不在所设定的预设范围内，则处理器104可据以将对应于连线421～423的特征点组合排除，并以剩余的连线对应的特征点组合判定第一摄像机及第二摄像机之间的外部参数。

请参照图5，其是依据本发明第三实施例示出的应用情境图。在图5中，匹配结果图像510例如是处理器104基于第一摄像机及第二摄像机对另一特定图样(其例如是一计算机桌面图像)拍摄的第一图像及第二图像执行RANSAC算法所得，但可不限于此。

由图5可看出，匹配结果图像510包括多个连线，其个别对应于一个特征点组合。在图5情境中，假设连线521的斜率不在所设定的预设范围内，则处理器104可据以将对应于连线5214的特征点组合排除，并以剩余的连线对应的特征点组合判定第一摄像机及第二摄像机之间的外部参数。

综上所述，本发明实施例提出的方法可在所判定的特征点组合中找出对应的连线斜率在预设范围内的一部分特征点组合作为候选组合，并仅基于候选组合判定所述多个摄像机之间的外部参数。由于对应的连线斜率不在预设范围内的另一部分特征点组合已被排除，因而可让所判定的外部参数更为准确，从而有助于后续的摄像机调校作业。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种外部参数判定方法，适于图像处理装置，其特征在于，包括：

取得多个摄像机分别对特定图样拍摄的多个图像；

通过对所述多个图像执行特征点匹配算法以在所述多个图像中找出多个特征点组合；

判定各所述特征点组合对应的斜率；

基于各所述特征点组合对应的所述斜率在所述多个特征点组合中找出多个候选组合，其中各所述候选组合的所述斜率位于预设范围内；

基于所述多个候选组合判定所述多个摄像机之间的至少一外部参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个摄像机包括第一摄像机及第二摄像机，所述多个图像包括由所述第一摄像机对所述特定图样拍摄的第一图像及由所述第二摄像机对所述特定图样拍摄的第二图像，所述第一图像经判定有多个第一特征点，所述第二图像经判定有多个第二特征点，且各所述特征组合包括所述多个第一特征点之一及所述多个第二特征点之一。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个特征点组合包括第一特征点组合，所述第一特征点组合包括所述多个第一特征点中的第一特定特征点及所述多个第二特征点中的第二特定特征点，且所述第一特征点组合对应的所述斜率包括所述第一特定特征点及所述第二特征点之间的连线的斜率。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个摄像机包括第一摄像机及第二摄像机，且所述第一摄像机及所述第二摄像机形成双摄像机系统。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述预设范围是基于所述特定图样而定。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征点匹配算法包括随机抽样一致性算法。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述特定图样包括黑白棋盘格图样。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述特征点匹配算法因应于所述多个图像而产生匹配结果图像，其中所述匹配结果图像包括所述多个特征点组合及各所述特征点组合对应的连线。

9.根据权利要求1所述的方法，其中各所述特征点组合包括特征点对。

10.一种图像处理装置，其特征在于，包括：

存储电路，其存储程序代码；以及

处理器，其耦接所述存储电路并存取所述程序代码以执行：

取得多个摄像机分别对特定图样拍摄的多个图像；

通过对所述多个图像执行特征点匹配算法以在所述多个图像中找出多个特征点组合；

判定各所述特征点组合对应的斜率；

基于各所述特征点组合对应的所述斜率在所述多个特征点组合中找出多个候选组合，其中各所述候选组合的所述斜率位于预设范围内；

基于所述多个候选组合判定所述多个摄像机之间的至少一外部参数。