[发明专利]摄像机凸镜模型自主标定方法

权利要求书

1.摄像机凸镜模型自主标定方法，其特征在于：基于单帧图像，通过对摄像机散焦模糊-深度模型进行重构，建立沿任意直线方向的模糊度函数模型；利用图像中直线之间的空间关系，基于消失点约束和Manhattan假说解决散焦模型参数自标定问题；所述方法包括如下步骤：

步骤1：在物理空间中，重构沿光轴方向的“散焦模糊-深度”模型；

根据凸透镜成像法则，有如下关系式：

其中，f是凸透镜的焦距，D是凸透镜的直径，u是物距，s是凸透镜与像平面的距离，R表示由于散焦成像在像平面上形成的光斑半径；

考虑到凸透镜成像，对应于每个像素的模糊核参数为：σ＝kR，其中k是一个常量；结合以上公式，对应于每个像素的散焦模糊核为：

参数a和b与摄像机的内参数相关；如果摄像机的焦距、光圈、像平面位置不变，则a和b是不变的；

步骤2：在图像空间中，建立沿直线方向的“散焦模糊-直线”模型；

对物理空间中的直线及其在图像空间中的投影关系进行分析，研究沿任意直线方向的散焦模糊核半径函数模型，在图像空间中建立“散焦模糊-直线”关系模型，对模型参数进行拟合；

图像空间中，建立如下散焦模糊－直线函数模型：

其中，参数c用于表征物理空间中直线的方向，代表图像空间中不同的直线；λ是沿该直线方向的距离度量；

步骤3：标定摄像机散焦成像模型参数；

在模糊-直线模型的基础上，分析推导直线之间的空间关系，基于Manhattan假说建立关系方程；联合求解，得到沿光轴方向的摄像机散焦成像参数，实现散焦成像参数的自标定。

2.根据权利要求1所述的摄像机凸镜模型自主标定方法，其特征在于：所述步骤1，对摄像机散焦成像机理进行分析，基于摄影几何关系，推导散焦模糊核半径相对于景物深度的函数模型，在物理空间中重构“散焦模糊-距离深度”关系模型。