深度相機原理揭秘--雙目立體視覺

2021-02-13 計算機視覺life

那麼問題來了,對於左圖中的一個像素點,如何確定該點在右圖中的位置?是不是需要我們在整個圖像中地毯式搜索一個個匹配?

答案是:不需要。因為有極線約束(名字聽著很嚇人)。極線約束對於求解圖像對中像素點的對應關係非常重要。

那什麼是極線呢?如下圖所示。C1,C2是兩個相機,P是空間中的一個點,P和兩個相機中心點C1、C2形成了三維空間中的一個平面PC1C2,稱為極平面(Epipolar plane)。極平面和兩幅圖像相交於兩條直線,這兩條直線稱為極線(Epipolar line)。P在相機C1中的成像點是P1,在相機C2中的成像點是P2,但是P的位置事先是未知的。

我們的目標是:對於左圖的P1點,尋找它在右圖中的對應點P2,這樣就能確定P點的空間位置,也就是我們想要的空間物體和相機的距離(深度)。

所謂極線約束(Epipolar Constraint)就是指當同一個空間點在兩幅圖像上分別成像時,已知左圖投影點p1,那麼對應右圖投影點p2一定在相對於p1的極線上,這樣可以極大的縮小匹配範圍。

根據極線約束的定義,我們可以在下圖中直觀的看到P2一定在對極線上,所以我們只需要沿著極線搜索一定可以找到和P1的對應點P2。

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