專利名稱：變焦鏡頭標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變焦鏡頭標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
虛擬演播室系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)就是攝像機(jī)跟蹤技術(shù)，跟蹤技術(shù)包括圖 像跟蹤，機(jī)械傳感器跟蹤，電磁跟蹤等技術(shù)。其中機(jī)械跟蹤包含兩個(gè)關(guān)鍵技 術(shù)，初始定位技術(shù)和跟蹤技術(shù)。跟蹤技術(shù)主要是利用傳感器傳回的角度值， 對(duì)攝像機(jī)的姿態(tài)(包括攝像機(jī)的位置和朝向)進(jìn)行修改，使得當(dāng)攝像機(jī)姿態(tài) 發(fā)生變化時(shí)，虛擬場(chǎng)景能夠隨之發(fā)生相應(yīng)的改變，和實(shí)際場(chǎng)景(比如主持人) 的變換保持一致。同時(shí)，當(dāng)攝像機(jī)鏡頭變焦時(shí)，虛擬場(chǎng)景應(yīng)該隨之進(jìn)行相應(yīng) 的放大或縮小。本文描述的變焦鏡頭的標(biāo)定技術(shù)，提出了一種測(cè)量攝像機(jī)鏡 頭內(nèi)部參數(shù)的方法，使得當(dāng)實(shí)際攝像機(jī)焦距發(fā)生改變時(shí)，虛擬攝像機(jī)也能做 相應(yīng)的改變，使重新渲染的虛擬場(chǎng)景能夠和真實(shí)場(chǎng)景的變化保持一致。
如上所述，作為虛擬演播室的關(guān)鍵技術(shù)的攝像機(jī)跟蹤技術(shù)，跟蹤是否準(zhǔn) 確直接影響到虛擬場(chǎng)景和真實(shí)場(chǎng)景的疊加效果。若跟蹤不準(zhǔn)確，則來自攝像 機(jī)的視頻圖像和圖文工作站渲染的虛擬場(chǎng)景會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，導(dǎo)致虛擬場(chǎng) 景^^人一種不真實(shí)的感覺，使得虛擬演播室失去了意義。
目前普遍使用的跟蹤技術(shù)是機(jī)械傳感跟蹤。這項(xiàng)技術(shù)中有兩項(xiàng)很重要的
關(guān)鍵技術(shù)初始定位和變焦鏡頭的標(biāo)定。初始定位是計(jì)算攝像機(jī)的初始姿態(tài)， 為后期跟蹤提供一個(gè)基礎(chǔ)，該基礎(chǔ)的好壞會(huì)影響到跟蹤的準(zhǔn)確性。然而變焦 鏡頭的標(biāo)定，則同樣是非常關(guān)鍵的技術(shù)。在跟蹤過程中一旦攝像機(jī)鏡頭的焦 距發(fā)生改變，則需要修改鏡頭內(nèi)部參數(shù)，這些內(nèi)部參數(shù)的準(zhǔn)確性，直接影響 到虛擬場(chǎng)景放大(或縮小)倍數(shù)與實(shí)際場(chǎng)景是否一致，并且放大(或縮小) 后是否還能夠和實(shí)際場(chǎng)奈很好的重合。
攝像機(jī)變焦鏡頭標(biāo)定技術(shù)主要目的是測(cè)量攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)，即確定攝像(1)
機(jī)內(nèi)部參數(shù)矩陣《
<formula>formula see original document page 5</formula>
如圖1所示，平面a表示攝像機(jī)的成像平面(b和a是同一個(gè)平面)。A 點(diǎn)表示z軸與成像平面的交點(diǎn)，也就是光心在圖像平面上的位置。K矩陣中的 /表示鏡頭的焦距，A和辦如圖1所示，表示一個(gè)像素的寬度和高度(以mm 為單位)。f/。和r。則表示光心在圖像平面上的位置。
目前國際上對(duì)于定焦(焦距不改變)鏡頭的標(biāo)定技術(shù)已經(jīng)比較成熟，大 多采用圖像分析的方法，比如利用圖2中所示的標(biāo)志板來進(jìn)行計(jì)算。這種標(biāo) 定方法在鏡頭焦距比較短的時(shí)候，效果很好，但是當(dāng)鏡頭焦距達(dá)到80mm甚 至是更長(zhǎng)時(shí)，標(biāo)定的不確定度會(huì)比較大。 一般的攝像機(jī)最長(zhǎng)焦距都可以達(dá)到 160mm以上，因此直接用這種方法來處理長(zhǎng)焦鏡頭是不太合適的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要提供一種變焦鏡頭的標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)真實(shí)攝像機(jī)的焦距變化時(shí)，
虛擬攝像機(jī)對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的準(zhǔn)確跟蹤。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種變焦鏡頭的標(biāo)定方法，包括以下步驟 對(duì)于一標(biāo)準(zhǔn)參照物，'獲取變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像； 根據(jù)所述不同焦距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償
矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
其中，所述標(biāo)準(zhǔn)參照物為標(biāo)志板。
其中，所述獲取變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像的步驟具體包括 將變焦鏡頭的焦距調(diào)至最小，拍攝當(dāng)前圖像。
增加焦距直至焦距的最大值，在焦距增加過程中，記錄每次焦距增加時(shí) 的變焦脈沖，并進(jìn)行圖像采集。
其中，所述變焦鏡頭在不同焦距下拍攝圖像時(shí)，所述變焦鏡頭的位置保 持不變。
其中，所述根據(jù)不同焦距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟具體包括
讀取所述變焦鏡頭的焦距最小時(shí)拍攝的圖像； 根據(jù)所述焦距最小時(shí)拍攝的圖像獲取所述變焦鏡頭的初始姿態(tài)； 讀取下一副幅圖像以及對(duì)應(yīng)的變焦脈沖值；
根據(jù)所述圖像獲取所述變焦脈沖值下，所述鏡頭的內(nèi)部參數(shù)以及相對(duì)于 所述初始姿態(tài)的補(bǔ)償矩陣。
其中，所述初始姿態(tài)包括所述變焦鏡頭的初始位置坐標(biāo)，以及初始的旋 轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；所述相對(duì)于所述初始姿態(tài)的補(bǔ)償矩陣包括與所述初始的
旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣對(duì)應(yīng)的變焦鏡頭光軸偏移引起的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償矩陣和平移補(bǔ) 償矩陣。
其中，所述獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，還 包括步驟
根據(jù)所述不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)真實(shí)攝像 才幾的變焦進(jìn)行3艮蹤。
其中，所述根據(jù)不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)真 實(shí)攝像機(jī)的變焦進(jìn)行跟蹤的步驟具體為
獲取真實(shí)攝像機(jī)的變焦脈沖值；
根據(jù)所述變焦脈沖值獲取對(duì)應(yīng)的鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣，并應(yīng)用于虛 擬攝像機(jī)的變焦鏡頭中，'對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的變焦進(jìn)行跟蹤。
其中，所述根據(jù)所述變焦脈沖值獲取對(duì)應(yīng)的鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的 步驟具體為
對(duì)于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系存在的變焦脈沖值，直接查詢所述變焦脈沖值對(duì)應(yīng)的 鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣；
對(duì)于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系不存在的變焦脈沖值，利用已經(jīng)存在的變焦脈沖值與 鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算，獲取對(duì)應(yīng)的鏡頭內(nèi)部參 數(shù)和補(bǔ)償矩陣。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
從分析變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)著手，研究變焦鏡頭在變焦時(shí)光心和主光軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而對(duì)攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)攝像機(jī) 的準(zhǔn)確跟蹤。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中攝像機(jī)變焦鏡頭的成像平面示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中標(biāo)志板的示意圖； 圖3A是現(xiàn)有技術(shù)中變焦鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3B是現(xiàn)有技術(shù)中變焦鏡頭主光軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)的示意圖； 圖4是本發(fā)明中變焦鏡頭標(biāo)定方法的流程圖； 圖5是本發(fā)明中變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像的流程圖； 圖6是本發(fā)明中獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系的 流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。 本發(fā)明中一種變焦鏡頭標(biāo)定方法，從分析變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)著手，研究鏡 頭在變焦時(shí)光心和主光軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而對(duì)攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行修正，以 實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的準(zhǔn)確跟蹤。
為了更加清楚的說明本發(fā)明的實(shí)施方式，首先對(duì)目前變焦鏡頭的特性進(jìn) 行說明。目前變焦鏡頭結(jié)構(gòu)示意圖如圖3A所示，其中整個(gè)變焦鏡頭由ABCD 四個(gè)透4fe組所組成，其中A、 D分別為前后固定組，而B、 C透^i且在變焦時(shí) 會(huì)發(fā)生移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)焦距的改變。整個(gè)透鏡組從效果上來看，可以等效為只有
一個(gè)透#;的透#:組，該it^竟所在的位置即為整個(gè)系統(tǒng)的等效主面。在實(shí)際應(yīng)
用中的安裝有變焦鏡頭的攝像機(jī)的坐標(biāo)系就建立在該等效主面上，0為攝<14幾 坐標(biāo)系原點(diǎn)，主光軸為z軸，向左為正，y軸沿主面向上，x軸垂直于紙面向外。 理想情況下，當(dāng)焦距發(fā)生改變時(shí)，像平面不發(fā)生改變，即仍然與CCD靶 面重合，主光軸不發(fā)生變化，等效主面沿著主光軸移動(dòng)(若焦距變大，則等 效主面遠(yuǎn)離CCD移動(dòng))。這樣就使得即使攝像機(jī)的姿態(tài)不發(fā)生改變， 一旦焦距改變，攝像機(jī)坐標(biāo)系中的y軸在移動(dòng)，因此攝像機(jī)的平移矩陣T也會(huì)發(fā)生改變。
但是在實(shí)際應(yīng)用中，鏡頭并不會(huì)只按照上述理想情況運(yùn)動(dòng)，而是不僅主 光軸會(huì)發(fā)生側(cè)移，同時(shí)也會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，如圖3B所示。
如此一來，當(dāng)攝像機(jī)姿態(tài)不發(fā)生變化，而只是變焦鏡頭發(fā)生焦距變化的 情況下，不僅攝像機(jī)的內(nèi)參矩陣K發(fā)生改變，旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移矩陣T都會(huì)發(fā) 生改變。因此需要知道這些矩陣的變化規(guī)律，才能準(zhǔn)確的疊加虛擬場(chǎng)景。這 些變化規(guī)律可以用 一個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)矩陣M和相對(duì)平移矩陣Ar來表示，跟蹤時(shí)的 旋轉(zhuǎn)和平移矩陣則需要對(duì)這兩個(gè)矩陣進(jìn)行補(bǔ)償。
假設(shè)初始旋轉(zhuǎn)矩陣為i 。，初始平移矩陣為r。，修正后的旋轉(zhuǎn)矩陣為R，平 移矩陣為T,則修正方式如下式所示
<formula>formula see original document page 8</formula>
(2)
由于鏡頭焦距不同，對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償矩陣為M,和A7;也不同，因此需要測(cè)出不
同焦距下對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償矩陣，然后對(duì)于沒有測(cè)量的部分，則可以使用線性插值計(jì)算。
本發(fā)明中一種鏡頭標(biāo)定方法的原理為
空間中的任意一點(diǎn)P通過攝像機(jī)的變焦鏡頭投影到屏幕上時(shí)，遵循下式
其中X為攝像機(jī)變焦鏡頭的內(nèi)部參數(shù)矩陣，旋轉(zhuǎn)矩陣11為3*3的矩陣，坐標(biāo) 點(diǎn)P和平移矩陣T均為3"的矩陣。因此RP+T表示一個(gè)3"的矩陣。^則為該 (RP+T)矩陣的最后一個(gè)數(shù)。令
附=v (4) 1
即以m表示P點(diǎn)投影到屏幕上的屏幕坐標(biāo)(左上角為原點(diǎn))，u表示列數(shù)，v表示行數(shù)。若已知及。、r。， Ai 、 Ar作為變量，計(jì)算(3)式中的R和T，則可以 計(jì)算點(diǎn)P的屏幕坐標(biāo)m。此時(shí)若能夠從拍攝到的圖像上搜索到該點(diǎn)的坐標(biāo)M, 則可以比4交M和m的差別，以此作為標(biāo)準(zhǔn)，用優(yōu)化的方法來計(jì)算Ai 、 Ar。
e = Z(M-w)2 =Z(M —《'(i -尸+ r)/Zc)2 (5)
將(2)式代入(5)式，.則可以得到e關(guān)于M和Ar的表達(dá)式。采用L.M (Levenberg-Marquardt)算法計(jì)算e的最小值，則可以得到該焦距下的內(nèi)參《、 以及M和A7的具體值。
因?yàn)橛?jì)算焦距的準(zhǔn)確值的過程比較復(fù)雜，因此本發(fā)明中采用變焦脈沖值 作為焦距變化的參考標(biāo)準(zhǔn)。在鏡頭的焦距變大或變小時(shí)，焦距對(duì)應(yīng)的變焦脈 沖值也會(huì)隨之變大或變小。因此在變化焦距的整個(gè)過程中，通過記錄與焦距 對(duì)應(yīng)的變焦脈沖、與該焦距下對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償矩陣的對(duì) 應(yīng)關(guān)系，即可獲取不同焦距下的攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償矩陣。
本發(fā)明一種變焦鏡頭標(biāo)定方法如圖4所示，包括以下步驟
步驟s401、獲取變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像。
步驟s402、根據(jù)所述不同焦距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部 參^t和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
具體的，上述步驟s401中，獲取變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像的流 程如圖5所示，包括以下步驟
步驟s501、將攝像機(jī)焦距調(diào)至最小，進(jìn)行第一次標(biāo)定。
當(dāng)攝像機(jī)變焦鏡頭的焦距最小時(shí)，變焦脈沖值為零。
步驟s502、固定標(biāo)志板，攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志板。
該標(biāo)志板的示意圖如上述圖2所示。
步驟s503、拍攝當(dāng)前圖像。
步驟s504、記錄當(dāng)前變焦脈沖。
步驟s505、判斷當(dāng)前焦距是否為最大焦距，若不是則進(jìn)行步驟s506,否 則進(jìn)行步驟s507。
步驟s506、保持?jǐn)z像機(jī)不動(dòng)，增大焦距，并進(jìn)行步驟s503。步驟s507、結(jié)束圖像采集。
采集到所需的所有圖像后，即可進(jìn)行步驟s402中所描述的變焦鏡頭的標(biāo) 定過程。該根據(jù)不同焦距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ) 償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系的過程如圖6所示，包括以下步驟
步驟s601、攝像機(jī)焦距調(diào)至最小，用通用方法進(jìn)行標(biāo)定。
步驟s602、讀取拍攝的第一幅圖像。
步驟s603、初始化攝像機(jī)姿態(tài)。
該初始化方法可以采用正交迭代法等現(xiàn)有技術(shù)中常用的才聶像機(jī)姿態(tài)初始 化方法。初始化后的攝像機(jī)姿態(tài)包括攝像機(jī)的初始位置坐標(biāo)，初始內(nèi)部參 數(shù)、以及初始的旋轉(zhuǎn)矩陣M和相對(duì)平移矩陣Ar。
步驟s604、讀取下一副幅圖l象。
步驟s605、讀取對(duì)應(yīng)的變焦脈沖值。
步驟s606、優(yōu)化計(jì)算攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和補(bǔ)償矩陣。
該優(yōu)化計(jì)算的方法即為使用上述公式(5)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算的過程。計(jì)算后 的補(bǔ)償矩陣為變焦后的矩陣相對(duì)初始的旋轉(zhuǎn)矩陣Ai 和相對(duì)平移矩陣Ar的補(bǔ) 償矩陣Ai ,和at;,另外還包括變焦后的攝像機(jī)變焦鏡頭內(nèi)參數(shù)。
步驟s607、判斷是否為最后一副圖像，不是則進(jìn)行步驟s604,否則進(jìn)行 步驟s608。
步驟s608、將結(jié)果保存在文件中。
通過該方法，在所保存的文件中存儲(chǔ)有每一變焦脈沖值以及該變焦脈沖 值下的攝像機(jī)變焦鏡頭內(nèi)參數(shù)和補(bǔ)償矩陣。這樣，在進(jìn)行虛擬攝像機(jī)對(duì)真實(shí) 攝像機(jī)的跟蹤時(shí)，除了保持空間位置同步外，根據(jù)真實(shí)攝像機(jī)的變焦脈沖值 變化，獲取對(duì)應(yīng)的該變焦脈沖值下的攝像機(jī)變焦鏡頭內(nèi)參數(shù)和補(bǔ)償矩陣，并 應(yīng)用在虛擬才聶像機(jī)中，即可實(shí)現(xiàn)虛擬攝像機(jī)對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的準(zhǔn)確跟蹤。對(duì)于 在文件中不存在對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的變焦脈沖值，可以使用已有的變焦脈沖值進(jìn)行插 值計(jì)算，獲取對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和補(bǔ)償矩陣。
通過使用本發(fā)明提供的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)變焦鏡頭的焦距變化時(shí)，獲取不 同焦距對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和補(bǔ)償矩陣，并根據(jù)不同焦距對(duì)應(yīng)的攝像機(jī)內(nèi)參
10數(shù)和補(bǔ)償矩陣對(duì)攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)以及姿態(tài)進(jìn)行修正。
通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā) 明可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件， 但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案 本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來， 該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)設(shè)備 執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例所述的方法。
以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此， 任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟對(duì)于一標(biāo)準(zhǔn)參照物，獲取變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像；根據(jù)所述不同焦距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2、 如權(quán)利要求1所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)參照物 為標(biāo)志板。
3、 如權(quán)利要求1所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述獲取變焦鏡 頭在不同焦距下拍攝的圖像的步驟具體包括將變焦鏡頭的焦距調(diào)至最小，拍攝當(dāng)前圖像。增加焦距直至焦距的最大值，在焦距增加過程中，記錄每次焦距增加時(shí) 的變焦脈沖，并進(jìn)行圖像采集。
4、 如權(quán)利要求1或3所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述變焦鏡 頭在不同焦距下拍攝圖像時(shí)，所述變焦鏡頭的位置保持不變。
5、 如權(quán)利要求3所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述根據(jù)不同焦 距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步 驟具體包括讀取所述變焦鏡頭的焦距最小時(shí)拍攝的圖像； 根據(jù)所述焦距最小時(shí)拍攝的圖像獲取所述變焦鏡頭的初始姿態(tài)； 讀取下一副幅圖像以及對(duì)應(yīng)的變焦脈沖值；根據(jù)所述圖像獲取所述變焦脈沖值下，所述鏡頭的內(nèi)部參數(shù)以及相對(duì)于 所述初始姿態(tài)的補(bǔ)償矩陣。
6、 如權(quán)利要求5所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述初始姿態(tài)包 括所述變焦鏡頭的初始位置坐標(biāo)，以及初始的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣；所述相 對(duì)于所述初始姿態(tài)的補(bǔ)償矩陣包括與所述初始的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣對(duì)應(yīng)的 變焦鏡頭光軸偏移引起的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償矩陣和平移補(bǔ)償矩陣。
7、 如權(quán)利要求1所迷變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述獲取不同焦 距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系后，還包括步驟根據(jù)所述不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)真實(shí)攝像才幾的變焦進(jìn)行跟蹤。
8、 如權(quán)利要求7所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述根據(jù)不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)德矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的變焦進(jìn)行跟蹤的步驟具體為獲取真實(shí)攝像機(jī)的變焦脈沖值；根據(jù)所述變焦脈沖值獲取對(duì)應(yīng)的鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣，并應(yīng)用于虛 擬攝像機(jī)的變焦鏡頭中，'對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的變焦進(jìn)行跟蹤。
9、 如權(quán)利要求8所述變焦鏡頭標(biāo)定方法，其特征在于，所述根據(jù)所述變 焦脈沖值獲取對(duì)應(yīng)的鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的步驟具體為對(duì)于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系存在的變焦脈沖值，直接查詢所述變焦脈沖值對(duì)應(yīng)的 鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣；對(duì)于所述對(duì)應(yīng)關(guān)系不存在的變焦脈沖值，利用已經(jīng)存在的變焦脈沖值與 鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行插值計(jì)算，獲取對(duì)應(yīng)的鏡頭內(nèi)部參 數(shù)和補(bǔ)償矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變焦鏡頭標(biāo)定方法，包括以下步驟對(duì)于一標(biāo)準(zhǔn)參照物，獲取變焦鏡頭在不同焦距下拍攝的圖像；根據(jù)所述不同焦距下拍攝的圖像，獲取不同焦距與鏡頭內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過使用本發(fā)明提供的變焦鏡頭標(biāo)定方法，從分析變焦鏡頭的結(jié)構(gòu)著手，研究變焦鏡頭在變焦時(shí)光心和主光軸的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，從而對(duì)攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和補(bǔ)償矩陣進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)攝像機(jī)的準(zhǔn)確跟蹤。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101447073SQ20071017805
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者偉 劉, 濤 李 申請(qǐng)人:新奧特(北京)視頻技術(shù)有限公司