Flexibilné nová technika pre kalibráciu kamery
Zhengyou Zhang
Research Manager
Principal Researcher
Anotácia
Navrhujeme flexibilné novú techniku ľahko kalibrovať fotoaparát. To je dobre hodí pre použitie bez špeciálnych znalostí 3D geometrie alebo počítačovej videnie. Technika vyžaduje fotoaparát pozorovať rovinný vzor vidieť na niekoľkých (aspoň dvoch) rôznych smerov iba. Buď sa fotoaparát alebo rovinný vzor môže byť voľne pohybovať. Pohyb nemusí byť známa. Radiálne skreslenie objektívu je modelovaný. Navrhovaný postup sa skladá z roztoku uzavretého tvaru, načo nasleduje nelineárne zjemnenie na základe maximálnej pravdepodobnosti kritériu. Obaja počítačové simulácie a reálne dáta boli použité na testovanie navrhovanú metódu, a veľmi dobré výsledky boli získané. V porovnaní s klasickými technikami, ktoré používajú drahé zariadenia, ako sú dve alebo tri kolmých rovinách, navrhovaný postup je ľahko použiteľný a flexibilné. Je to pokrok 3D počítačového videnia jeden krok od laboratórnom prostredí skutočnému použitie svete.
Experimentálna dáta i výsledok pre kalibráciu kamery
Model rovina obsahuje vzor 8x8 štvorcov, tak tam sú 256 rohy. Veľkosť vzorky je 17 cm x 17 cm. 2D súradníc (v palcoch) týchto bodov sú k dispozícii tu. (me predpokladáme, že lietadlo je v Z = 0).
My vziate päť off-the-police PULNiX CCD kamera s 6 mm objektívom. Rozlíšenie obrazu je 640x480. Päť obrázky sú k dispozícii tu: Obrázok 1, Obrázok 2, Obrázok 3, Obrázok 4 i Obrázok 5. Prvé dva sú uvedené nižšie. Môžeme pozorovať výrazný objektívu skreslenie obrazu.
Rohy boli detekované ako priesečník úsečiek namontovaných na každom poli. Obrazové súradnice sú k dispozícii tu: obraz body 1, obraz body 2, obraz body 3, obraz body 4 i obraz body 5. Nižšie ukážeme prvé dve snímky s detekované body uvedené ako +.
(iné obrazy s vyznačenými bodmi sú k dispozícii tu: označený 3, označený 4, a označený 5.)
A tu je to, čo nám hovorí o kalibrácii fotoaparátu: pixel je štvorcový (pomer strán = 1); ohnisková vzdialenosť = 832.5 pixelov; stred snímky je (303.959, 206.585); dochádza k významnému narušeniu radiálny: k1 = -0,228601, k2 = 0,190353. Kompletné kalibrácie výsledok je k dispozícii tu. (Formát kalibračného súboru je: a, c, b, u0, v0, k1, k2, potom sa matica rotácie a preklad vektor pre prvú snímku, rotačné matice a preklad vektor pre druhý obraz, atď.)
Odhadované skreslenie parametrov nám umožňujú korekciu skreslenia pôvodného snímky. Nižšie, ukážeme prvé dva takéto skreslenie korigované obrazy, ktoré by mali byť v porovnaní s prvými dvoma uvedených vyššie obrazmi. Vidíme jasne, že zakrivený vzor v originálnych obrazov sa narovnal.
Aplikácia na modelovanie obrazu s použitím
Dva obrazy čajový cínu (pozri nižšie), boli nadobudnuté rovnakým fotoaparátom, ako je použitý vyššie pre kalibráciu.
Hlavne dve strany sú viditeľné. Po odstránení radiálne skreslenie (čaj cín 1, čaj cín 2), sme vybrali ručne 8 bod zodpovedá na každej strane. Zápasy sú tu pre obraz 1 i tu pre obraz 2.
Štruktúra-od-pohybu softvér sme vyvinuli už skôr bol spustený v nasledujúcich 16 bodových zápasov postaviť čiastočné model čaju cínu. Zrekonštruované model je vo VRML. Rekonštruovanej body na každej strane sú skutočne v jednej rovine, a my sme vypočítaný uhol medzi týmito dvomi rovinami, ktoré je rekonštruovaných 94,7 stupňov. Aj keď nemajú pozemné pravdu, ale dve strany čajového cínu sú skutočne takmer navzájom kolmé.
Original in English: https://www.microsoft.com/en-us/research/project/a-flexible-new-technique-for-camera-calibration-2/