三目立体视觉外极线校正算法及FPGA实现

"该文提出了一种针对三目立体视觉系统的外极线校正快速算法，并探讨了其实现方法，特别是在FPGA上的硬件实现。文章着重介绍了如何在直角三角形配置的三个摄像机系统中，利用已知的摄像机透视投影矩阵进行校正，以确保图像行列对齐，提高立体视觉的精度。此外，还提到了基于特定硬件平台的实时计算能力，实现了高效的外极线校正处理，达到了较高的帧率。" 在三目立体视觉系统中，外极线校正是一个关键步骤，它对于获取准确的深度信息和三维重建至关重要。外极线是两个摄像机视场的对应点在图像平面上的投影线，当摄像机配置成直角三角形时，这些线在图像上形成特定的几何关系。描述中的算法首先假设已知了每个摄像机的透视投影矩阵，这是通过摄像机标定过程获得的，包含了摄像机的内在参数（如焦距、主点坐标）和外在参数（如摄像机间的相对位置和姿态）。 校正的基本约束在于保持图像的几何关系不变，同时使得三目系统中的每一对摄像机都能找到对应的外极线。作者通过计算校正所需的三阶矩阵来实现这一目标，这个矩阵用于在平面仿射坐标系下对图像进行重采样，确保校正后图像的行列对齐。行列对齐意味着对应点在不同摄像机的图像上将有相同的坐标，这对于后续的匹配和深度计算非常有利。 在硬件实现方面，文章提出了基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的解决方案，FPGA因其并行处理能力和高速运算能力而常被用于图像处理任务。在给定的时钟频率和图像分辨率下，该硬件方案能以高帧率完成外极线校正，从而满足实时处理的需求。这种实时处理能力对于许多应用，如自动驾驶、机器人导航和工业自动化等，都是必不可少的。 该研究提供了三目立体视觉系统中外极线校正的一种优化算法和高效的硬件实现，提高了立体视觉系统的性能和实时性，对于推动相关领域的技术进步具有重要意义。其贡献在于结合理论算法和实际硬件设计，解决了三目视觉系统中的一个重要问题，为立体视觉系统的实用化和商业化铺平了道路。