Otomatik kamera kalibrasyonu - Camera auto-calibration

Otomatik kamera kalibrasyonu iç belirleme sürecidir kamera doğrudan yapılandırılmamış sahnelerin birden çok kalibre edilmemiş görüntülerinden parametreler. Kıyasla klasik kamera kalibrasyonu otomatik kalibrasyon, sahnede herhangi bir özel kalibrasyon nesnesi gerektirmez. Görsel efekt endüstrisinde, kamera otomatik kalibrasyonu genellikle "Maç Taşınıyor" sentetik içeriği videoya yeniden yansıtmak için sentetik bir kamera yörüngesinin ve içsel projeksiyon modelinin çözüldüğü süreç.

Kamera otomatik kalibrasyonu bir sensör biçimidir ego yapısı keşfi; Sensörün öznel etkileri, çevrenin nesnel etkilerinden ayrılarak, algılanan dünyanın ölçüm cihazı tarafından uygulanan önyargı olmadan yeniden yapılandırılmasına yol açar. Bu, görüntülerin bir Öklid uzayı doğrusal, 5 serbestlik dereceli (en basit durumda), iğne deliği kamera modeli ile doğrusal olmayan optik bozulma. Doğrusal iğne deliği parametreleri odak uzunluğu, en-boy oranı, eğim ve 2B ana noktadır. Yalnızca bir dizi kalibre edilmemiş (veya kalibre edilmiş) görüntü ile, bir sahne altı dereceye kadar özgür bir öklid dönüşümü ve bir izotropik ölçeklendirmeye kadar yeniden yapılandırılabilir.

Genel çoklu-görüşlü kamera kendi kendini kalibrasyonu için matematiksel bir teori, ilk olarak 1992'de Olivier Faugeras, QT Luong, ve Stephen J. Maybank. 3B sahnelerde ve genel hareketlerde, her görünüm çifti 5 serbestlik dereceli kalibrasyon için iki kısıtlama sağlar. Bu nedenle, görünümler arasında sabit iç parametrelerle tam kalibrasyon için minimum üç görünüm gereklidir. Kaliteli modern görüntüleme sensörleri ve optikler ayrıca sıfır eğim (ortogonal piksel ızgarası) ve birlik en boy oranı (kare pikseller) gibi kalibrasyon üzerinde daha önceki kısıtlamaları da sağlayabilir. Bu öncelikleri entegre etmek, gereken minimum görüntü sayısını ikiye indirecektir. Yapılandırılmış bir sahnede destekleyici bilgiler verilen tek bir görüntüden bir sensörü otomatik kalibre etmek mümkündür. Örneğin, bilinen bir şekle (örneğin dairesel) sahip birden fazla paralel çizgi seti veya nesne tanımlanırsa kalibrasyon elde edilebilir.

Sorun bildirimi

Verilen kamera seti ${görüntü stili P ^ {i}}$ ve 3B noktalar ${displaystyle X_ {j}}$ yansıtmalı belirsizliğe kadar yeniden yapılandırıldı (örneğin, paket ayarı yöntem) düzeltici homografiyi tanımlamak istiyoruz ${displaystyle H}$ öyle ki ${displaystyle sol {P ^ {j} H, H ^ {- 1} X_ {J} ight}}$ bir metrik yeniden yapılandırma. Bundan sonra dahili kamera parametreleri ${displaystyle K_ {i}}$ kullanılarak kolayca hesaplanabilir kamera matrisi çarpanlara ayırma ${displaystyle P_ {M} ^ {i} eşdeğeri P ^ {i} H = K_ {i} sol (R_ {i} | t_ {i} ight)}$.

Çözüm alanları

• Hareketler
  • Genel Hareket
  • Tamamen Dönen Kameralar
  • Düzlemsel Hareket
  • Dejenere Hareketler
• Sahne Geometrisi
  • Derinlik Tahliyeli Genel Sahneler
  • Düzlemsel Sahneler
  • Zayıf Perspektif ve Ortografik Görüntüleyiciler
  • Gerçek Sensörler için Kalibrasyon Öncelikleri
  • Doğrusal olmayan optik bozulma

Algoritmalar

• Kruppa denklemlerinin kullanılması. Tarihsel olarak ilk otomatik kalibrasyon algoritmaları. Yazışmalara dayanır epipolar çizgiler düzlemde sonsuzda mutlak koniğe teğet.
• Mutlak ikili kuadrik ve izdüşümünü kullanarak, mutlak koniğin ikili görüntüsü
• Modül kısıtı

Referanslar

• O.D. Faugeras; Q.T. Luong; S.J. Maybank (1992). "Kamera Kendi Kendini Kalibrasyonu: Teori ve Deneyler". ECCV. Bilgisayar Bilimlerinde Ders Notları. 588: 321–334. doi:10.1007/3-540-55426-2_37. ISBN  978-3-540-55426-4.
• Q.T. Luong (1992). Matrice fondamentale ve otomatik kalibrasyon en vizyoner. Doktora Tezi, Paris Üniversitesi, Orsay.

• Q.T. Luong ve Olivier D. Faugeras (1997). "Hareketli bir kameranın nokta karşılıklarından ve temel matrislerden kendi kendine kalibrasyonu". International Journal of Computer Vision. 22 (3): 261–289. doi:10.1023 / A: 1007982716991.

• Olivier Faugeras ve Q.T. Luong (2001). Birden Çok Görüntünün Geometrisi. MIT Basın. ISBN  0-262-06220-8.

• Richard Hartley; Andrew Zisserman (2003). Bilgisayar görüşünde Çoklu Görünüm Geometrisi. Cambridge University Press. ISBN  0-521-54051-8.