VisionLab kamera jako měřidlo

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Dvě kamery a epipolární vazba

Jedna kamera dá paprsek. Dvě kamery dají dva paprsky, a ty se protnou — tím je hloubka zpátky. Měřítko dodá základna, tedy známá vzdálenost mezi nimi.

Bod v jednom obraze leží na PŘÍMCE v druhém

Než se cokoli spáruje, platí omezení, které hledání zúží z celé plochy na jednu čáru:

x′ᵀ F x = 0      F = K′⁻ᵀ [t]× R K⁻¹fundamentální matice

Geometricky je to samozřejmé: paprsek z první kamery je v prostoru přímka a její obraz ve druhé kameře je zase přímka. Prakticky to znamená, že se stereo párování nehledá ve dvou rozměrech, ale v jednom — a to je rozdíl mezi úlohou řešitelnou a neřešitelnou.

Rektifikace je jen převod obou obrazů tak, aby ty přímky byly vodorovné řádky. Pak se párování hledá posunem po řádku a rozdílu se říká disparita. Nic nového to nepřidá, jen se to tím dá počítat rychle.

Essenciální proti fundamentální

pracuje spotřebuje
F fundamentálnípixelynic — jde odhadnout z osmi párů
E esenciálnínormované souřadniceobě K, tedy kalibrované kamery

Z E se dá vytáhnout rotace a směr posunu mezi kamerami, ale ne jeho velikost — dvojice kamer dvakrát dál od sebe, dívající se na dvakrát větší scénu, dá tytéž obrazy. Tomu se říká měřítková neurčitost a je to táž potíž jako u jedné kamery, jen o patro výš.

Vzorce v této kapitole

F — fundamentální matice
F = K′⁻ᵀ[t]ₓR K⁻¹ [—] epipolární geometrie
E — esenciální matice
E = [t]ₓR [—] kalibrované kamery
— — epipolární vazba
x′ᵀFx = 0 [—] platí pro každý pár