[发明专利]图像处理装置和方法、图像处理系统和程序

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月2日提交的日本在先专利申请JP2012-243180的权益，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及一种图像处理装置和方法、图像处理系统和程序。具体地，本公开涉及一种图像处理装置和方法、图像处理系统和程序，其可以容易地在小空间中以高准确性实现对拍摄立体图像的多个摄像机的校准。

背景技术

通常，可以通过使用多个摄像机来拍摄三维图像的技术很普及。

作为生成三维图像的方法，已知通过设定两个不同视点的摄像机形成立体摄像机，基于由该立体摄像机拍摄的立体图像计算视差，并且通过使用该视差生成三维图像的常见方法。

附带地，虽然以在适当的方向上设定这里使用的两个不同视点的摄像机为前提，但是已知无论如何设定它们，都产生特定物理间隙。因此，通常，通过对于两个视点的摄像机的各个成像方向获得由图形图案形成的图像，并且通过使用成像结果预先进行的校准来计算出校正参数，由这些校正参数校正实际成像结果，并使用实际成像结果。

作为该立体摄像机的校准方法，通过在改变视点的同时获得在其上打印了位置关系已知的多个特征点的图形图案的多个图像，来计算射影变换参数（projective transformation parameter），并且实现校准(例如参见“AFlexible New Technique for Camera Calibration,http://research.microsoft.com/～zhang”)。

然而，在这种方法中，由于在不同的视点对图形图案进行多次拍摄，因此需要移动该图形图案或者移动摄像机，这增加了调整工时。

因此，作为仅通过一次成像来执行校准以不增加“A Flexible NewTechnique for Camera Calibration,http://research.microsoft.com/～zhang”中的调整工时的方法，提出了重叠具有透过性的两个校准图形图案，同时拍摄具有不同深度的两个或更多个图形图案，并计算校正参数的方法(例如参见JP2006-250889A)。

然而，在“A Flexible New Technique for Camera Calibration,http://research.microsoft.com/～zhang”和JP2006-250889A两者的技术中，当对摄像机(即成像区域)相对于核线(即基线)的间隙角进行估计和校正时，需要以子像素精度测量具有不同深度的两个或更多个特征点的几何位置关系。

因此，提出了如下技术：通过同时获得包括与平面图形图案不同深度的纹理图像，并且使右侧图像和左侧图像的立体匹配的误差量最小，可以容易并且准确地对相对于校正目标摄像机的基线方向(=右侧摄像机和左侧摄像机的核线)的右侧摄像机成像区域和左侧摄像机成像区域的倾斜进行校正（其没能仅通过一个图像(第一深度)的平面检测执行校正）(例如JP2011-253376A)。

发明内容

然而，通过JP2006-250889A和JP2011-253376A中的方法，当拍摄具有不同深度的图像时，需要充分地保证深度方向上的空间，并且由于需要保证足够宽的空间来对在工厂中生产的立体摄像机进行校准，因此制造成本增加。

鉴于这些状况作出并特别设计了本发明，以对一个图形图案设置镜(镜面)，由根据包括图形图案上的图案和在镜上映出的图案的图像计算的具有不同深度的特征点来估计两个摄像机(即成像区域)相对于核线(即基线)的间隙角，并且基于估计的间隙角计算校正参数。

根据本公开的实施例，提供一种图像处理装置，包括：在立体摄像机中包括的多个成像单元，所述多个成像单元被配置为对第一图形图案进行成像，所述第一图形图案包括为多个特征点的图案和镜面；以及校正参数计算单元，所述校正参数计算单元被配置为基于在由所述多个成像单元成像的第一图形图案中包括的图案和在所述镜面中映出的图案，计算对所述多个摄像单元的间隙进行校正的校正参数。

所述校正参数计算单元可以计算对所述多个成像单元中的两个成像单元的三个轴方向上的间隙和所述两个成像单元相对于基线的旋转角的间隙进行校正的校正参数。

所述两个成像单元相对于基线的旋转角的间隙可以包括通过将所述成像单元的成像方向当作轴而获得的并且与所述基线垂直的旋转角的间隙，以及通过将与所述成像单元的成像方向垂直的方向当作轴而获得的并且与所述基线垂直的旋转角的间隙。