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分析了现有棋盘格角点检测算法存在的不足,提出了一种新的棋盘格角点检测算法。该算法定义4个特征方向,并通过黑白检测算子(BW)检测特征方向上像素的灰度分布特征,获得像素级精度的角点坐标位置;再根据局部窗口内响应值的相似度与影响因子对角点坐标加以修正,实现了亚像素级精度的角点坐标定位。该算法对图像的旋转和亮度变换具有鲁棒性。将本方法应用于实际拍摄的棋盘格图像,证明了其对棋盘格角点检测的有效性和实用性。
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收 稿日 期: 2006-11-08
基 金项 目: 国 家自然 科学 基金资 助项 目(60374003); 国 家重点 基础 研究发 展规 划项目(2002CB312201)
·
作 者简 介: 刘 阳(1979 - ),男,辽宁沈 阳人,东 北大学 博士 研究生; 王福 利(1957 - ),男,辽 宁辽阳 人,东北 大学教 授,博士 生导 师
·
第 28卷第 8期
2 007 年 8 月
东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Northeastern University(Natural Science)
Vol.28,No .8
Aug . 2 0 0 7
黑 白 棋 盘 格 角 点 检 测 算 法
刘 阳
1
, 王福利
1 ,2
, 常玉清
1,2
, 吕 哲
1
(1 .东北大 学 信息 科学 与工程 学院, 辽宁 沈 阳 110004;
2 .东 北大学 流 程工 业综合 自动 化教育 部重 点实验 室, 辽宁 沈阳 110004)
摘 要: 分析了现有棋盘格角点 检测算法存在的不足,提出了一种新的棋盘格角点检测算法
·
该算 法定
义 4 个特征方向,并通过黑白检测算子(BW)检测特征方向上像素的灰度分布特征,获得像素级精度的角点坐
标位置;再根据局部窗口内响应值的相似度与影响因子对角 点坐标加以 修正,实 现了亚像素 级精度的角 点坐
标定位
·
该算法对图像的旋转和亮度变换具有鲁棒性
·
将本方法应用于实际拍摄的棋盘格图像,证明了其对棋
盘格角点检测的有效性和实用性
·
关 键 词: 棋盘格;角点检测;Radon 变换;亚像素;摄像机定标
中图分类号: TP 242 .6
+
2; TP 391 .41 文献标识码: A 文章编号: 1005-3026(2007)08-1090-04
Black and White X-Corner Detection Algorithm
LIU Yang
1
, WANG Fu-li
1,2
, CHANG Y u-qing
1,2
, L¨U Zhe
1
(1 . School of Information Science & Engineering, Northeastern University, Shenyang 110004, China; 2 . Key
Laboratory of Integrated Automation of Process Industry, Ministry of Education, Northeastern University,
Shenyang 110004, China .Correspondent: LIU Yang, E-mail: lmrx @ sina .com)
Abstract: Analyzes the shortcomings of the present X-corner detection algorithm for B/ W squares
on chessboard and proposes a new one in which a new BW corner detection operator is used to
check out the gray values’distribution in 4 characteristic directions as defined .The coordinates of
those corners are obtained with the precision at pixel level . The corner coordinates are revised to
implement their localization at sub-pixel level in accordance to the similarity and influencing
factors indicated in local windows . The algorithm is robust to the rotation and brightness
transformation of images, and it has been applied to the X-corner images on real photos and, as a
result, its validity and practicability are verified .
Key words: chessboard; square corner detection; Radon transform; sub-pixel; camera calibration
棋盘格模板已广泛应用于摄像机定标过程,
常用做法是通过建立棋盘格模板中特征点的图像
坐标与对应世界坐标之间的关系来实现对摄像机
的定标
[1 - 4]
·
因此,棋盘格角点检测准确与否,直
接决定了摄像机定标的精度
·
对于棋盘格角点的检测,大多数人采用针对一
般角点的通用算法
[5 - 8]
,也有些人提出了针对棋盘
格角点的检测方法
[9]
,但结果都不尽如人意
·
其中,
常用的通用算法为文献[5]中的 Harris 角 点检 测
算法,它使用灰度的高斯梯度作为响应值判断棋
盘格图像中的角点
·
然而,在棋盘格图像中,由于
角点处图像的模糊现象使得实际角点附近的一个
或者多个点的 Harris 响应值较高,很难准确确定
角点所在位置
·
文献[9]依据方格边缘的交点形成
角点这一性质,先对图像中的边缘进行检测,再利
用 Radon 变换确定边缘的位置,最后通过求取边
缘交点的方法确定角点坐标
·
但是,该方法仍存在
两方面问题:首先,该算法对于边缘检测算法的准
确程度有较强依赖性,若不能准确检测出边缘,则
将直接影响到角点定位的精度;其次,该算法仅对
不存在畸变的棋盘格图像中的角点有效, 如果图
像存在畸变,则边缘不再是直线,棋盘格角点也就
不能简单地用通过 Radon 变换获得的直线求取
交点的方法代替
·
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