2015-05-03 14:55 501人阅读 评论(6) 收藏 举报
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C#

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前言

之前用OpenCV做过摄像机标定及矫正,现在平台换了,改用C#,就用EmguCV做一下,其实就是OpenCV的C#版。

在EmguCV中有两类摄像机标定的类,一个是CvInvoke类,一个是CameraCalibration类,两种标定效果差不多,只不过CvInvoke涉及的函数大多都是指针类型的,而C#对于指针的操作比较麻烦。本文是在CameraCalibration类的基础上完成摄像机标定,用CvInvoke类完成矫正图像。

函数说明

1、角点检测

  1. public static PointF[] FindChessboardCorners(
  2. Image<Gray, byte> image,
  3. Size patternSize,
  4. CALIB_CB_TYPE flags
  5. )


Parameters

image
Type: Emgu.CV.Image<Gray, Byte>Source chessboard view
patternSize
Type: System.Drawing.SizeThe number of inner corners per chessboard row and column
flags
Type: Emgu.CV.CvEnum.CALIB_CB_TYPEVarious operation flags

Return Value

Type: PointF[]The corners detected if the chess board pattern is found, otherwise null is returned

注:输入图像需是灰度图,检测之前角点需要开辟空间,如:

  1. cornersDetected = new PointF[nPoints];       //nPoints表示单幅图像角点总数
  2. cornersDetected = CameraCalibration.FindChessboardCorners(chessboardImage, patternSize,
  3. CALIB_CB_TYPE.ADAPTIVE_THRESH | CALIB_CB_TYPE.NORMALIZE_IMAGE);

2、标定函数

  1. public static double CalibrateCamera(
  2. MCvPoint3D32f[][] objectPoints,
  3. PointF[][] imagePoints,
  4. Size imageSize,
  5. IntrinsicCameraParameters intrinsicParam,
  6. CALIB_TYPE calibrationType,
  7. MCvTermCriteria termCriteria,
  8. out ExtrinsicCameraParameters[] extrinsicParams
  9. )




Parameters

objectPoints
Type: Emgu.CV.Structure.MCvPoint3D32f[][]The 3D location of the object points. The first index is the index of image, second index is the index of the point
imagePoints
Type: System.Drawing..::..PointF[][]The 2D image location of the points. The first index is the index of the image, second index is the index of the point
imageSize
Type: System.Drawing.SizeThe size of the image, used only to initialize intrinsic camera matrix
intrinsicParam
Type: Emgu.CV.IntrinsicCameraParametersThe intrisinc parameters, might contains some initial values. The values will be modified by this function.
calibrationType
Type: Emgu.CV.CvEnum.CALIB_TYPEcCalibration type
termCriteria
Type: Emgu.CV.Structure.MCvTermCriteriaThe termination criteria
extrinsicParams
Type: Emgu.CV.ExtrinsicCameraParameters[]The output array of extrinsic parameters.

Return Value

Type: DoubleThe final reprojection error注:objectPoints表示棋盘角点在世界坐标系下的坐标,有多少幅棋盘图像就应有多少角点坐标集,以物理尺寸为单位。imagePoints表示角点在图像中的坐标,以像素为单位。返回值是重投影误差。

3、映射矩阵求取

  1. public static void cvInitUndistortMap(
  2. IntPtr intrinsicMatrix,
  3. IntPtr distortionCoeffs,
  4. IntPtr mapx,
  5. IntPtr mapy
  6. )


Parameters

intrinsicMatrix
Type: System.IntPtrThe camera matrix (A) [fx 0 cx; 0 fy cy; 0 0 1]
distortionCoeffs
Type: System.ntPtrThe vector of distortion coefficients, 4x1 or 1x4 [k1, k2, p1, p2].
mapx
Type: System.IntPtrThe output array of x-coordinates of the map
mapy
Type: System.ntPtrThe output array of y-coordinates of the map

注:定义Matrix类的映射矩阵变量,其属性中包含Ptr,可以直接当指针用,如:

  1. private Matrix<float> mapx = new Matrix<float>(height, width);
  2. private Matrix<float> mapy = new Matrix<float>(height, width);

4、几何变换

  1. public static void cvRemap(
  2. IntPtr src,
  3. IntPtr dst,
  4. IntPtr mapx,
  5. IntPtr mapy,
  6. int flags,
  7. MCvScalar fillval
  8. )

Parameters

src
Type: System.ntPtr 
Source image
dst
Type: System.IntPtr 
Destination image
mapx
Type: System.IntPtr 
The map of x-coordinates (32fC1 image)
mapy
Type: System.ntPtr 
The map of y-coordinates (32fC1 image)
flags
Type: System.Int32 
A combination of interpolation method and the optional flag CV_WARP_FILL_OUTLIERS
fillval
Type: Emgu.CV.Structure.MCvScalar 
A value used to fill outliers

注:flags定义在 CvEnum下的 WARP枚举类型,调用: (int)WARP.CV_WARP_INVERSE_MAP

程序说明

基于EmguCV摄像机标定及矫正的软件界面如下:

如图所示,界面包含棋盘格信息设置,标定及矫正事件的实现等等。

矫正前后图像对比:

代码实现了从摄像头读取棋盘格图像或者从本地读取图像,图像个数有Imges指定,棋盘格大小有Square Size指定;然后成功检测到角点之后进行摄像头标定,保存角点值和摄像头内参数,通过Rectify按钮实现畸变矫正功能。为避免每次标定时都要检测角点,设置Read Corners按钮,读取角点(包含objectPoints和imagePoints),然后Start Calibrate实现标定。所有的数据都是保存到xml文件中,方便查看和提取。

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