[发明专利]基于多深度光栅可视点的相机矫正方法及系统

说明书

本发明揭示了一种基于多深度光栅可视点的相机矫正方法及系统，所述方法包括：获取光栅在白板上的不同颜色的交界点作为特征点；选取不同深度的多个特征点，估计相机矫正前后匹配点的最优变换矩阵[R|t]；通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵，直到重投影误差值小于阈值ε；保存矫正矩阵，对每次检测到的人眼位置做矫正，并根据定标数据做参数计算。本发明提出的基于多深度光栅可视点的相机矫正方法及系统，可提高光栅可视区位置定标的准确性，满足裸眼3D显示器的要求。

技术领域

本发明属于裸眼3D显示技术领域，涉及一种相机矫正方法，尤其涉及一种基于多深度光栅可视点的相机矫正方法及系统。

背景技术

随着结合人眼跟踪的裸眼3D显示器技术逐渐成熟，提高摄像头获取的人眼位置与光栅参数映射关系的定标数据的准确性成为亟待解决的问题。通过检测人眼的位置，改变光栅的参数，将三维内容呈现给观看者是基于人眼检测裸眼3D显示器的显示方式。这种显示方式可以给观看者更高的分辨率体验，但需要准确的人眼位置以及人眼位置与光栅参数映射的定标数据。

针对相机视锥体相对光栅面会出现旋转平移，影响定标数据的准确性的情况，对相机进行矫正，使定标出的可视点数据在同一深度面规则分布。通过矫正相机的方法避免了在相近深度情况下的光栅参数计算有偏差，保证了检测出的观看者有最优的观看体验。

有鉴于此，设计一种基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，满足准确计算摄像头获取的世界坐标系位置与光栅参数映射关系的要求。

发明内容

本发明提供一种基于多深度光栅可视点的相机矫正方法及系统，可提高光栅可视区位置定标的准确性，满足裸眼3D显示器的要求。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种基于多深度光栅可视点的相机矫正方法，所述方法包括：

获取光栅在白板上的不同颜色的交界点作为特征点；

选取不同深度的多个特征点，估计相机矫正前后匹配点的最优变换矩阵[R|t]；

通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵，直到重投影误差值小于阈值ε；

保存矫正矩阵，对每次检测到的人眼位置做矫正，并根据定标数据做参数计算。

作为本发明的一种实施方式，选择红绿颜色作为定标的颜色。

作为本发明的一种实施方式，所述获取光栅在白板上的不同颜色的交界点作为特征点步骤中，根据目前的基于方波拟合的定标方法确定红绿图中的可视区位置作为特征点，并且各个深度的可视点都是以已知的内参矩阵的中心点位置为原点；

对应的旋转平移后的3D点设置为其中，RG_Width为定标出的红绿光宽度，按照定标的RG_Width计算出3D点的x方向值，y值与矫正前的特征点y值一致，depth值取矫正前中心点位置的深度值为矫正后的深度值。

作为本发明的一种实施方式，通过最小二乘法估计相机矫正前后匹配点的最优变换矩阵[R|t]。

作为本发明的一种实施方式，选取不同深度中的多个特征点、通过最小二乘法拟合出符合当前匹配点的旋转平移矩阵[R|t]步骤中，目标函数如下：

式中，p_i表示变换后的匹配点，p_i'表示变换前的特征点。

作为本发明的一种实施方式，通过重投影误差迭代优化旋转变化矩阵、直到重投影误差值小于阈值ε步骤中，公式如下：