快速产生摄像机的距离对视差关系表的系统及其相关方法

摘要

本发明公开了一种快速产生摄像机的距离对视差关系表的系统和其相关方法。所述方法包含一显示屏显示一主机所产生的多组预定图案，其中所述多组预定图案中的每一组预定图案对应一预定距离；所述摄像机内的至少二图像获取单元对所述每一组预定图案执行一视差产生步骤；在所述至少二图像获取单元对所述多组预定图案执行所述视差产生步骤后，所述主机根据对应多个预定距离的视差和所述多个预定距离，产生所述关系表。因为本发明是利用所述主机产生所述多组对应不同预定距离的预定图案至所述显示器，所以本发明不需要大的空间；以及因为应用于本发明的环境和校正所述摄像机的环境相同，所以本发明具有较低的操作成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速产生摄像机的距离对视差关系表的系统及其相关方 法。

背景技术

现有产生摄像机的距离对视差关系表的方法是利用摄像机获取对应于多 个具有不同距离的对象的多个图像，然后耦接于摄像机的主机根据所述多个 图像，产生对应于多个不同距离的视差。在主机产生对应于多个不同距离的 视差后，主机即可根据对应所述多个不同距离的视差和所述多个不同距离， 产生所述摄像机的距离对视差关系表。

然而现有技术有以下缺点：第一、产生所述摄像机的距离对视差关系表 的环境和校正所述摄像机的环境不同，所以现有技术具有较高的操作成本； 第二、因为现有技术需要用以置放多个具有不同距离的对象，所以现有技术 需要较大的空间。因此，现有技术对于产生所述摄像机的距离对视差关系表 而言并非是一个好的选择。

发明内容

本发明的一实施例公开一种快速产生摄像机的距离对视差关系表的方 法，其中一应用于所述方法的系统包含一摄像机、一主机和一显示屏，以及 所述摄像机包含至少二图像获取单元。所述方法包含所述显示屏显示所述主 机所产生的多组预定图案，其中所述多组预定图案中的每一组预定图案对应 一预定距离；所述至少二图像获取单元对所述每一组预定图案执行一视差产 生步骤，其中所述视差产生步骤包含所述至少二图像获取单元中的每一图像 获取单元对所述每一组预定图案中的一对应专属预定图案执行一图像获取动 作以产生一图像；及所述主机根据所述至少二图像获取单元所产生的至少二 图像，产生对应所述预定距离的一视差；在所述至少二图像获取单元对所述 多组预定图案执行所述视差产生步骤后，所述主机根据对应多个预定距离的 视差和所述多个预定距离，产生所述关系表。

本发明的另一实施例公开一种快速产生摄像机的距离对视差关系表的系 统。所述系统包含一摄像机、一主机及一显示屏。所述摄像机包含至少二图 像获取单元。所述主机是用以产生多组预定图案，其中所述多组预定图案中 的每一组预定图案对应一预定距离。所述显示屏是用以显示所述多组预定图 案。当所述显示屏显示所述每一组预定图案时，所述至少二图像获取单元中 的每一图像获取单元对所述每一组预定图案中的一对应专属预定图案执行一 图像获取动作以产生一图像，所述主机另用以根据所述至少二图像获取单元 所产生的至少二图像，产生对应所述预定距离的一视差，在所述至少二图像 获取单元对所述多组预定图案执行所述视差产生步骤后，所述主机另用以根 据对应多个预定距离的视差和所述多个预定距离，产生所述关系表。

本发明公开一种快速产生摄像机的距离对视差关系表的系统及其相关方 法。所述系统和所述方法是利用一主机产生多组对应不同预定距离的预定图 案至一显示器，以及利用所述摄像机内的至少二图像获取单元对所述多组预 定图案中的每一组预定图案执行一视差产生步骤。在所述摄像机内的至少二 图像获取单元对所述多组预定图案执行所述视差产生步骤后，所述主机即可 根据对应多个预定距离的视差和所述多个预定距离，产生所述关系表。因此， 相较于现有技术，本发明具有下列优点：第一、因为本发明是利用所述主机 产生所述多组对应不同预定距离的预定图案至所述显示器，所以本发明不需 要大的空间；第二、本发明用以产生所述摄像机的距离对视差关系表的环境 和校正所述摄像机的环境相同，所以本发明具有较低的操作成本。

附图说明

图1是本发明的一第一实施例公开一种快速产生摄像机的距离对视差关系表 的系统的示意图。

图2是本发明的一第二实施例公开一种快速产生摄像机的距离对视差关系表 的方法的流程图。

图3-5是说明所述组预定图案对应所述预定距离的示意图。

图6是说明显示屏根据多任务的方式，显示所述组预定图案的示意图。

图7、8是说明显示屏同时显示所述组预定图案中的每一预定图案的示意图。

图9是说明主机产生对应所述预定距离的视差的示意图。

图10是说明主机搜寻离多个特征点的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100                           系统

102                           摄像机

104                           主机

106                           显示屏

1022                          左眼图像获取单元

1024                          右眼图像获取单元

1062、1064                    帧

A、B、C、D、E                 点

D1、D2、D3                    距离

DI                            视差

IML、IMR                      图像

LFP、RFP、FP1、FP2、FP3       特征点

SI                            重叠图像

200-212                       步骤

具体实施方式

请参照图1，图1是本发明的一第一实施例公开一种快速产生摄像机的 距离对视差关系表的系统100的示意图，其中系统100包含一摄像机102、 一主机104及一显示屏106，且摄像机102包含左眼图像获取单元1022和右 眼图像获取单元1024。但本发明并不受限于摄像机102仅包含左眼图像获取 单元1022和右眼图像获取单元1024，也就是说摄像机102可包含至少二图 像获取单元。请参照图1、2，图2是本发明的一第二实施例公开一种快速产 生摄像机的距离对视差关系表的方法的流程图。图2的方法是利用图1的系 统100说明，详细步骤如下：

步骤200：开始；

步骤202：显示屏106显示主机104所产生的多组预定图案；

步骤204：左眼图像获取单元1022和右眼图像获取单元1024中的每一图像 获取单元对所述多组预定图案的一组预定图案中的一对应专属预 定图案执行一图像获取动作以产生一图像，其中所述组预定图案 对应一预定距离；

步骤206：主机104根据左眼图像获取单元1022和右眼图像获取单元1024 所产生的对应所述组预定图案的二图像，产生对应所述预定距离 的一视差；

步骤208：显示屏106是否已显示完主机104所产生的多组预定图案；如果 否，跳回步骤204；如果是，进行步骤210；

步骤210：主机104根据对应多个预定距离的视差和所述多个预定距离，产 生所述关系表；

步骤212：结束。

请参照图3-5，图3-5是说明所述组预定图案对应所述预定距离的示意图。 如图3所示，当所述组预定图案中对应左眼图像获取单元1022的预定图案的 每一特征点的位置(例如对应左眼图像获取单元1022的预定图案的一特征点 的位置在显示屏106的A点)和所述组预定图案中对应右眼图像获取单元1024 的预定图案的一对应特征点的位置(例如对应右眼图像获取单元1024的预定 图案的一对应特征点的位置也在显示屏106的A点)相同时，所述组预定图案 对应的预定距离为D1，其中距离D1是等于显示屏106与摄像机102之间的 距离；如图4所示，当所述组预定图案中对应左眼图像获取单元1022的预定 图案的每一特征点的位置(例如对应左眼图像获取单元1022的预定图案的一 特征点的位置在显示屏106的B点)和所述组预定图案中对应右眼图像获取单 元1024的预定图案的一对应特征点的位置(例如对应右眼图像获取单元1024 的预定图案的一对应特征点的位置在显示屏106的C点)不同时，所述组预定 图案对应的预定距离为D2，其中距离D2是大于显示屏106与摄像机102之 间的距离；如图5所示，当所述组预定图案中对应左眼图像获取单元1022的 预定图案的每一特征点的位置(例如对应左眼图像获取单元1022的预定图案 的一特征点的位置在显示屏106的D点)和所述组预定图案中对应右眼图像获 取单元1024的预定图案的一对应特征点的位置(例如对应右眼图像获取单元 1024的预定图案的一对应特征点的位置在显示屏106的E点)不同时，所述组 预定图案对应的预定距离为D3，其中距离D3是小于显示屏106与摄像机102 之间的距离。另外，所述组预定图案中对应左眼图像获取单元1022的预定图 案和所述组预定图案中对应右眼图像获取单元1024的预定图案是二维图案， 且所述组预定图案中对应左眼图像获取单元1022的预定图案和所述组预定 图案中对应右眼图像获取单元1024的预定图案互相对应。

请参照图6，图6是说明显示屏106根据一分时多任务的方式，显示所 述组预定图案的示意图。如图6所示，在一时段T1时，显示屏106显示对应 左眼图像获取单元1022的预定图案的帧1062，以及在接着时段T1后的时段 T2，显示屏106显示对应右眼图像获取单元1024的预定图案的帧1064，其 中主机104会发出一同步信号给显示屏106以使显示屏106依序显示对应左 眼图像获取单元1022的预定图案和对应右眼图像获取单元1024的预定图案。 另外，在本发明的另一实施例中，因为主机104可发出同步信号给显示屏106， 所以显示屏106可先显示所述多组预定图案中对应左眼图像获取单元1022的 至少一预定图案后，再显示对应右眼图像获取单元1024的至少一预定图案。

请参照图7、8，图7、8是说明显示屏106同时显示所述组预定图案中 的每一预定图案的示意图。如图7所示，显示屏106同时显示对应左眼图像 获取单元1022的预定图案以及对应右眼图像获取单元1024的预定图案，其 中对应左眼图像获取单元1022的预定图案和对应右眼图像获取单元1024的 预定图案都具有一对应专属颜色，例如对应左眼图像获取单元1022的预定图 案对应红色以及对应右眼图像获取单元1024的预定图案对应绿色。也就是说 左眼图像获取单元1022可用红色滤镜滤掉对应右眼图像获取单元1024的预 定图案以及右眼图像获取单元1024可用绿色滤镜滤掉对应左眼图像获取单 元1022的预定图案。但本发明并不受限于左眼图像获取单元1022利用红色 滤镜滤掉对应右眼图像获取单元1024的预定图案以及右眼图像获取单元 1024利用绿色滤镜滤掉对应左眼图像获取单元1022的预定图案。如图8所 示，显示屏106同时显示对应左眼图像获取单元1022的预定图案以及对应右 眼图像获取单元1024的预定图案，其中对应左眼图像获取单元1022的预定 图案和对应右眼图像获取单元1024的预定图案都具有一对应专属样式，例如 对应左眼图像获取单元1022的预定图案对应圆形以及对应右眼图像获取单 元1024的预定图案对应三角形。也就是说左眼图像获取单元1022可用图形 辨识方式滤掉对应右眼图像获取单元1024的预定图案以及右眼图像获取单 元1024也可用图形辨识方式滤掉对应左眼图像获取单元1022的预定图案。 另外，在本发明的另一实施例中，显示器106可利用图6、7、8的一组合， 显示所述组预定图案。另外，所述组预定图案所对应的预定距离可预储存于 主机104的一储存装置。另外，所述多组预定图案中的其余组预定图案的操 作原理都和所述组预定图案的操作原理相同，在此不再赘述。

在步骤204中，在时段T1时，左眼图像获取单元1022可对显示屏106 显示对应左眼图像获取单元1022的预定图案执行一图像获取动作以产生一 图像IML(如图9所示)，其中图像IML具有一特征点LFP；以及在接着时段 T1后的时段T2，右眼图像获取单元1024可对显示屏106显示对应右眼图像 获取单元1024的预定图案执行图像获取动作以产生一图像IMR(如图9所示)， 其中图像IMR具有一特征点RFP。另外，图像IML和图像IMR仅是用以说 明本发明，也就是说本发明并不受限于图像IML和图像IMR仅具有一特征 点。

在步骤206中，如图9所示，主机104可根据图像IML和图像IMR，产 生对应所述预定距离的一视差DI。也就是说主机104可重叠图像IML和图像 IMR以产生一重叠图像SI，然后，主机104可根据重叠图像SI，计算出对应 所述预定距离的视差(也就是说视差DI是重叠图像SI中特征点LFP和特征点 RFP之间的距离)。另外，在本发明的另一实施例中，主机104是将图像IML 和图像IMR中的所有像素利用现有技术所公开的立体匹配(stereo matching) 方式计算出对应所述预定距离的视差。另外，在本发明的另一实施例中，如 图10所示，主机104可先找出图像IML的特征点LFP，然后在图像IMR的 多个点FP1、FP2、FP3、…中搜寻和图像IML的特征点LFP关联性最高的一 点。但本发明并不受限于主机104于图10所示在图像IMR中的搜寻方向。 因此，如图10所示，主机104即可根据图像IML的特征点LFP和图像IMR 的多个点FP1、FP2、FP3、…中和图像IML的特征点LFP关联性最高的一点， 计算出对应所述预定距离的视差。另外，因为主机104可利用现有技术所公 开的方法根据如图7、8所示的对应左眼图像获取单元1022的预定图案以及 对应右眼图像获取单元1024的预定图案，计算出对应所述预定距离的视差， 所以在此不再赘述。

在步骤210中，在主机104根据上述方式，产生对应所述多个预定距离 的视差后，主机104可利用公式法、查表法或其他现有技术所公开的方法根 据对应所述多个预定距离的视差和所述多个预定距离，产生所述关系表。例 如，主机104可利用式(1)，产生所述关系表：

PD＝a+b/(DIS)^-1+c/(DIS)^-2   (1)

如式(1)所示，PD表示一对应距离，以及DIS表示一视差。因此，主机 104即可利用一回归方法根据在步骤210中所产生对应所述多个预定距离的 视差和所述多个预定距离，计算出式(1)中的系数a、b、c。另外，本发明并 不受限于主机104利用式(1)，产生所述关系表。也就是说主机104也可利用 其他公式，产生所述关系表。另外，在产生所述关系表后，主机104即可利 用线性内插法根据所述关系表，计算出对应一距离的视差。

综上所述，本发明所公开的快速产生摄像机的距离对视差关系表的系统 及其相关方法是利用主机产生多组对应不同预定距离的预定图案至显示器， 以及利用摄像机内的至少二图像获取单元对所述多组预定图案中的每一组预 定图案执行一视差产生步骤。在摄像机内的至少二图像获取单元对所述多组 预定图案执行所述视差产生步骤后，主机即可根据对应多个预定距离的视差 和所述多个预定距离，产生所述关系表。因此，相较于现有技术，本发明具 有下列优点：第一、因为本发明是利用主机产生多组对应不同预定距离的预 定图案至显示器，所以本发明不需要大的空间；第二、本发明用以产生所述 摄像机的距离对视差关系表的环境和校正所述摄像机的环境相同，所以本发 明具有较低的操作成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本 领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。