[发明专利]一种基于双目可运动摄像机的高分辨率图像获取方法

权利要求书

1.一种基于双目可运动摄像机的高分辨率图像获取方法，其特征在于，包括以下步骤：将两个可运动摄像机表示为Cam-1和Cam-2，设两个可运动摄像机的当前参数为(p₁,t₁,z₁)和(p₂,t₂,z₂)，其对应的观测图像分别为I₁和I₂，并假定Cam-1图像I₁中确定的静态目标区域为估计主动相机Cam-2参数(p'₂,t'₂,z'₂)，使得静态目标区域以高分辨率处于Cam-2图像I₂的中心位置；

(p'₂,t'₂,z'₂)的具体计算过程如下：

(1)利用基于特征点匹配的摄像机标定方法对两个可运动摄像机进行标定，即获得两个摄像机的主点坐标(u₀,v₀)，以及焦距z随zoom参数的变化关系f(z)；

(2)利用球面立体校正算法对两幅图像I₁和I₂进行立体校正，设校正后的图像分别为I_1r和I_2r，此时可获得图像I₁和I_1r，以及I₂和I_2r对应像素点之间的关系，即

其中，[x₁,y₁,1]^T、[x₂,y₂,1]^T为立体校正前图像I₁和I₂上的像素点；[x_1r,y_1r,1]^T、[x_2r,y_2r,1]^T为立体校正后图像I_1r和I_2r上的像素点；

(3)获取多组目标区域大小和zoom参数的对应关系，并以表格的形式存储；

(4)计算图像I₁中静态目标区域的中心位置c₁，并根据步骤(2)获得的I₁和I_1r像素之间的对应关系，获得c₁在图像I_1r中的对应位置c_1r，即

(5)利用动态规划立体匹配算法计算校正后图像I_1r和I_2r的视差图，记d为I_1r和I_2r在点c_1r的估计视差值，则可得到c_1r在图像I_2r中的对应点，即

c_2r＝c_1r+[d,0]^T

(6)根据步骤(2)获得的I_2r和I₂像素之间的对应关系，计算c_2r在图像I₂的对应位置c₂，即

(7)设c₂＝[u,v]，则利用步骤(1)获得的摄像机主点坐标(u₀,v₀)，以及焦距z随zoom参数的变化关系f(z)，可计算得到pan参数p'₂和tilt参数t'₂，即

(8)对于zoom参数z′₂，其由静态目标区域的大小决定；根据当前目标区域的大小，首先利用步骤(3)获得的表格，通过查表得到zoom参数的初值z₀；然后引入视差可靠度r_d∈[0,1]，r_d可由目标区域中各像素视差估计值的方差确定，即

其中，表示静态目标区域在坐标(i,j)处估计视差的方差，λ为将视差可靠度r_d控制在0至1范围内的参数；上式表明，方差越小，表明视差估计的越准确，可靠度r_d也将越大，最终的zoom参数z′₂可通过初值z₀和可靠度r_d共同决定，即

z'₂＝z₀(0.7+0.3r_d)，

当视差估计准确度较低时，给定一个较小的zoom参数，以保证静态目标区域处于Cam-2图像I₂的可见视场内，否则，给定一个较大的zoom参数。