基於MFC和OpenCV的攝像機定標與立體匹配測試程式
最近整理了一下這兩年一直在用的攝像機定標與立體匹配測試程式，將程式碼進行了重構，介面也做了調整，分享出來方便有需要的朋友使用。當然我的程式設計能力有限，程式可能還有各種bug，請大家多多包涵。相關問題歡迎留言或email聯絡討論，謝謝！
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原始碼下載：
Github: https://github.com/yuhuazou/StereoVision （2014-05-05 更新，新增StereoVar演算法
微盤： http://vdisk.weibo.com/s/sEby0 （已修正只能開啟一個攝像頭的bug）
CSDN資源：http://download.csdn.net/detail/chenyusiyuan/4702621 （有bug，只能開啟一個攝像頭）
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bug#01：
在 StereoVisionDlg.cpp 檔案的 OnBnClkRunCam() 函式裡， ... if (m_nCamCount == 1){
//開啟第一個攝像頭
...
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一、原始編譯環境
Ÿ Windows 7 64位旗艦版
Ÿ OpenCV SVN（v2.4.9）
Ÿ x64應用
二、編譯修改說明（下載後必須按以下步驟根據你的本機環境調整設定，才能正常編譯使用）
1. 雙擊 .sln檔案開啟解決方案
2. 在專案屬性的“VC++目錄”中分別修改OpenCV相關的 include路徑和 lib路徑；directshow的路徑使用了相對路徑，不需要修改
3. 在“解決方案平臺”中選擇“win32”或“x64”，分別對應32位系統和64位系統
三、使用說明
1. 介面
紅色：攝像頭初始化區域； 綠色：影象基本處理區域；
藍色：攝像頭定標區域； 橙色：雙目匹配計算區域；
2. 操作步驟
(1) 攝像頭初始化
1) 選擇擬開啟的攝像頭：
當電腦接入多個攝像頭時：A.從“選擇左/右攝像頭”下拉選單中選擇該視角應該對應的攝像頭裝置名稱（序號）；B. 注意不同視角的攝像頭裝置序號不能相同，若相同會彈出警告視窗。
當電腦只有一個攝像頭接入時：直接從“選擇左攝像頭”下拉選單中選擇攝像頭裝置名稱（序號）。
2) 選擇攝像頭的解析度：
從“選擇解析度”下拉選單中選擇，目前有三種解析度：640*480、352*288、320*240.
3) 啟動攝像頭：
點選“啟動攝像頭”按鈕，介面上各功能按鈕生效，即可進行攝像頭定標、雙目匹配等操作。
點選“關閉攝像頭”按鈕，可以重新調整攝像頭的配置。
(2) 攝像機定標
1) 點選“預設設定”，載入預設引數和選項；
2) 按照實際需要調整相關引數和選項；
A. 棋盤角點數：nx和ny分別是棋盤上橫向和縱向的角點個數，注意必須按照實際棋盤橫向和縱向的最大角點數輸入，否則會造成角點檢測失敗；
B. 棋盤方塊大小：棋盤方塊的實際大小，毫米為單位；
C. 棋盤檢測次數：以10-20次為宜；
D. 雙目校正縮放係數：取值範圍為0至1，或者 -1。具體含義參見：http://blog.csdn.net/chenyusiyuan/article/details/8131496
E. 棋盤影象來源：預設為“從攝像機”，也可選擇“從本地圖片”；若選擇“從本地圖片”讀入，在執行定標時，將彈出對話方塊分別選擇左檢視影象和右檢視影象；注意左、右檢視的影象數均需要至少4張；當左、右檢視影象數與棋盤檢測次數不一致時，取三者最小值為準；
F. 雙目校正演算法：預設為“BOUGUET”，也可選擇“HARTLEY”；不過“HARTLEY”方法的雙目校正尚未進行測試，可能存在bug；
G. 標誌位選擇：各標誌位的設定請參見OpenCV相關文件；
FPP: CV_CALIB_FIX_PRINCIPAL_POINT
UIG: CV_CALIB_USE_INTRINSIC_GUESS
FAR: CV_CALIB_FIX_ASPECT_RATIO
ZTD: CV_CALIB_ZERO_TANGENT_DIST
SFL: CV_CALIB_SAME_FOCAL_LENGTH
FI: CV_CALIB_FIX_INTRINSIC
H. 讀入角點座標資料：如果曾進行過攝像機定標操作，程式資料夾內將儲存有上一次操作的棋盤角點資料的檔案（檔名為CornerData.yml）。點選該選項，將自動載入上一次操作的棋盤角點資料，跳過“棋盤角點檢測”這一步，直接進行攝像機定標。如果資料夾內沒有CornerData.yml檔案或者檔案讀取失敗，將彈出警告視窗，應檢查該檔案是否存在、或者不選擇此項，重新進行棋盤角點檢測；
I. 讀入單目定標結果：將從本地檔案（cameraParams_left.yml和cameraParams_right.yml）中載入攝像機引數，然後進行攝像機定標；如果載入失敗，將彈出警告視窗；
J. 首先執行單目定標：在獲取棋盤角點資料後，先呼叫cv::calibrate- Camera函式對左、右攝像機分別進行定標，獲取攝像機內部引數，並將引數儲存到 cameraParams_left/right.yml檔案中。然後再執行雙目定標（當電腦接入的攝像頭數大於1個時）；
K. 直接執行雙目定標：在獲取棋盤角點資料後，直接呼叫stereoCalibrate函式進行雙目定標（當電腦接入的攝像頭數大於1個時）；定標結果儲存到calib_paras.xml檔案中。
注意：H、I、J項是三選一的選項。
L. 顯示攝像機定標效果：如果僅接入一個攝像頭，則顯示單目定標後消除畸變的效果；否則顯示雙目定標後左右檢視畸變消除和行對準的效果。
3) 點選“執行攝像機定標”，開始定標操作，程式將依次執行以下工作：
A. 棋盤角點檢測
B. 單目定標
C. 雙目定標
D. 雙目校正
E. 顯示定標效果
4) 點選“退出攝像機定標”，完成或中止定標操作，恢復攝像機正常顯示。該按鈕僅在“棋盤角點檢測”和“顯示定標效果”階段有效。
(3) 雙目匹配
1) 選擇“雙目匹配演算法”：“BM”或“SGBM”，點選後將清零相關的引數；
2) 點選“預設配置”：載入所選演算法的預設引數；
3) 視需要調整引數，可以在計算視差期間實時調整各項引數；
A. “引數設定”中各項引數的意義和取值請參見OpenCV相關文件；
B. 選擇影象來源：“從攝像機”或“從本地圖片”；
C. “雙目校正”：點選後，將需要手動選擇攝像機定標檔案，然後程式將根據定標引數對影象進行校正，再進行雙目匹配和視差計算。若不點選，則程式直接對原始的左右檢視進行視差計算，這種情況一般用於從本地讀取下載好的公共測試影象，這些公共測試影象一般都已經過標定和行對齊，可直接用於視差計算；
D. “三維點雲”：點選後，將根據視差圖生成三維點雲，並檢測距離最近的物體；但若讀入的攝像機定標檔案中記錄的校正方法不是 BOUGUET 方法，則無法生成點雲；
E. “儲存畫面”：點選後，將自動儲存每幀左、右檢視和視差圖到本地；
F. “延時處理”：點選後，將在計算完每幀檢視的視差圖和三維點雲後，延時一定時間，再進入下一幀的處理；延時時間預設為 5 秒；可自行調整；
G. “切換檢視”：在“視差圖”視窗中顯示 彩色視差、灰度視差、環境俯視、環境側視 影象；
H. “視場範圍”：設定視場的寬度、高度和深度範圍。
4) 點選“計算視差”，將執行如下操作：
A. 若選擇“從本地圖片”載入左右檢視，則將彈出對話方塊分別選擇左右檢視影象，可單選或多選；
B. 若點選了“雙目校正”，將彈出對話方塊，由使用者選擇雙目攝像機標定引數檔案（檔名一般為calib_paras.xml），程式將分析相關引數；
C. 程式進入迴圈，自動從本地或攝像機載入影象，進行雙目匹配和視差計算等。
D. 如果點選了“生成點雲”，程式將根據視差圖生成三維點雲，並檢測出距離最近的物體，在介面中顯示物體的相關資訊。
5) 點選“停止計算”，退出雙目匹配和視差計算操作，恢復攝像機正常顯示。
(4) 幀處理測試
此處可進行各種簡單的影象處理操作，目前有canny邊緣檢測、直方圖平衡、顏色空間轉換等。
四、其它
1、α=1的雙目校正
2、 α=0的雙目校正
3、α=-1的雙目校正
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最近整理了一下這兩年一直在用的攝像機定標與立體匹配測試程式，將程式碼進行了重構，介面也做了調整，分享出來方便有需要的朋友使用。當然我的程式設計能力有限，程式可能還有各種bug，請大家多多包涵。相關問題歡迎留言或email聯絡討論，謝謝！
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原始碼下載：
Github: https://github.com/yuhuazou/StereoVision （2014-05-05 更新，新增StereoVar演算法）
微盤： http://vdisk.weibo.com/s/sEby0 （已修正只能開啟一個攝像頭的bug）
CSDN資源：http://download.csdn.net/detail/chenyusiyuan/4702621 （有bug，只能開啟一個攝像頭）
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bug#01：
在 StereoVisionDlg.cpp 檔案的 OnBnClkRunCam() 函式裡， ... if (m_nCamCount == 1){
//開啟第一個攝像頭
... 上面的m_nCamCount == 1 就是 bug，需要改為m_nCamCount >= 1 這樣應該就能同時開啟兩個攝像頭了。
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一、原始編譯環境
Ÿ Windows 7 64位旗艦版
Ÿ OpenCV SVN（v2.4.9）
Ÿ x64應用
二、編譯修改說明（下載後必須按以下步驟根據你的本機環境調整設定，才能正常編譯使用）
1. 雙擊 .sln檔案開啟解決方案
2. 在專案屬性的“VC++目錄”中分別修改OpenCV相關的 include路徑和 lib路徑；directshow的路徑使用了相對路徑，不需要修改
3. 在“解決方案平臺”中選擇“win32”或“x64”，分別對應32位系統和64位系統
三、使用說明
1. 介面
紅色：攝像頭初始化區域； 綠色：影象基本處理區域；
藍色：攝像頭定標區域； 橙色：雙目匹配計算區域；
2. 操作步驟
(1) 攝像頭初始化
1) 選擇擬開啟的攝像頭：
當電腦接入多個攝像頭時：A.從“選擇左/右攝像頭”下拉選單中選擇該視角應該對應的攝像頭裝置名稱（序號）；B. 注意不同視角的攝像頭裝置序號不能相同，若相同會彈出警告視窗。
當電腦只有一個攝像頭接入時：直接從“選擇左攝像頭”下拉選單中選擇攝像頭裝置名稱（序號）。
2) 選擇攝像頭的解析度：
從“選擇解析度”下拉選單中選擇，目前有三種解析度：640*480、352*288、320*240.
3) 啟動攝像頭：
點選“啟動攝像頭”按鈕，介面上各功能按鈕生效，即可進行攝像頭定標、雙目匹配等操作。
點選“關閉攝像頭”按鈕，可以重新調整攝像頭的配置。
(2) 攝像機定標
1) 點選“預設設定”，載入預設引數和選項；
2) 按照實際需要調整相關引數和選項；
A. 棋盤角點數：nx和ny分別是棋盤上橫向和縱向的角點個數，注意必須按照實際棋盤橫向和縱向的最大角點數輸入，否則會造成角點檢測失敗；
B. 棋盤方塊大小：棋盤方塊的實際大小，毫米為單位；
C. 棋盤檢測次數：以10-20次為宜；
D. 雙目校正縮放係數：取值範圍為0至1，或者 -1。具體含義參見：http://blog.csdn.net/chenyusiyuan/article/details/8131496
E. 棋盤影象來源：預設為“從攝像機”，也可選擇“從本地圖片”；若選擇“從本地圖片”讀入，在執行定標時，將彈出對話方塊分別選擇左檢視影象和右檢視影象；注意左、右檢視的影象數均需要至少4張；當左、右檢視影象數與棋盤檢測次數不一致時，取三者最小值為準；
F. 雙目校正演算法：預設為“BOUGUET”，也可選擇“HARTLEY”；不過“HARTLEY”方法的雙目校正尚未進行測試，可能存在bug；
G. 標誌位選擇：各標誌位的設定請參見OpenCV相關文件；
FPP: CV_CALIB_FIX_PRINCIPAL_POINT
UIG: CV_CALIB_USE_INTRINSIC_GUESS
FAR: CV_CALIB_FIX_ASPECT_RATIO
ZTD: CV_CALIB_ZERO_TANGENT_DIST
SFL: CV_CALIB_SAME_FOCAL_LENGTH
FI: CV_CALIB_FIX_INTRINSIC
H. 讀入角點座標資料：如果曾進行過攝像機定標操作，程式資料夾內將儲存有上一次操作的棋盤角點資料的檔案（檔名為CornerData.yml）。點選該選項，將自動載入上一次操作的棋盤角點資料，跳過“棋盤角點檢測”這一步，直接進行攝像機定標。如果資料夾內沒有CornerData.yml檔案或者檔案讀取失敗，將彈出警告視窗，應檢查該檔案是否存在、或者不選擇此項，重新進行棋盤角點檢測；
I. 讀入單目定標結果：將從本地檔案（cameraParams_left.yml和cameraParams_right.yml）中載入攝像機引數，然後進行攝像機定標；如果載入失敗，將彈出警告視窗；
J. 首先執行單目定標：在獲取棋盤角點資料後，先呼叫cv::calibrate- Camera函式對左、右攝像機分別進行定標，獲取攝像機內部引數，並將引數儲存到 cameraParams_left/right.yml檔案中。然後再執行雙目定標（當電腦接入的攝像頭數大於1個時）；
K. 直接執行雙目定標：在獲取棋盤角點資料後，直接呼叫stereoCalibrate函式進行雙目定標（當電腦接入的攝像頭數大於1個時）；定標結果儲存到calib_paras.xml檔案中。
注意：H、I、J項是三選一的選項。
L. 顯示攝像機定標效果：如果僅接入一個攝像頭，則顯示單目定標後消除畸變的效果；否則顯示雙目定標後左右檢視畸變消除和行對準的效果。
3) 點選“執行攝像機定標”，開始定標操作，程式將依次執行以下工作：
A. 棋盤角點檢測
B. 單目定標
C. 雙目定標
D. 雙目校正
E. 顯示定標效果
4) 點選“退出攝像機定標”，完成或中止定標操作，恢復攝像機正常顯示。該按鈕僅在“棋盤角點檢測”和“顯示定標效果”階段有效。
(3) 雙目匹配
1) 選擇“雙目匹配演算法”：“BM”或“SGBM”，點選後將清零相關的引數；
2) 點選“預設配置”：載入所選演算法的預設引數；
3) 視需要調整引數，可以在計算視差期間實時調整各項引數；
A. “引數設定”中各項引數的意義和取值請參見OpenCV相關文件；
B. 選擇影象來源：“從攝像機”或“從本地圖片”；
C. “雙目校正”：點選後，將需要手動選擇攝像機定標檔案，然後程式將根據定標引數對影象進行校正，再進行雙目匹配和視差計算。若不點選，則程式直接對原始的左右檢視進行視差計算，這種情況一般用於從本地讀取下載好的公共測試影象，這些公共測試影象一般都已經過標定和行對齊，可直接用於視差計算；
D. “三維點雲”：點選後，將根據視差圖生成三維點雲，並檢測距離最近的物體；但若讀入的攝像機定標檔案中記錄的校正方法不是 BOUGUET 方法，則無法生成點雲；
E. “儲存畫面”：點選後，將自動儲存每幀左、右檢視和視差圖到本地；
F. “延時處理”：點選後，將在計算完每幀檢視的視差圖和三維點雲後，延時一定時間，再進入下一幀的處理；延時時間預設為 5 秒；可自行調整；
G. “切換檢視”：在“視差圖”視窗中顯示 彩色視差、灰度視差、環境俯視、環境側視 影象；
H. “視場範圍”：設定視場的寬度、高度和深度範圍。
4) 點選“計算視差”，將執行如下操作：
A. 若選擇“從本地圖片”載入左右檢視，則將彈出對話方塊分別選擇左右檢視影象，可單選或多選；
B. 若點選了“雙目校正”，將彈出對話方塊，由使用者選擇雙目攝像機標定引數檔案（檔名一般為calib_paras.xml），程式將分析相關引數；
C. 程式進入迴圈，自動從本地或攝像機載入影象，進行雙目匹配和視差計算等。
D. 如果點選了“生成點雲”，程式將根據視差圖生成三維點雲，並檢測出距離最近的物體，在介面中顯示物體的相關資訊。
5) 點選“停止計算”，退出雙目匹配和視差計算操作，恢復攝像機正常顯示。
(4) 幀處理測試
此處可進行各種簡單的影象處理操作，目前有canny邊緣檢測、直方圖平衡、顏色空間轉換等。
四、其它
1、α=1的雙目校正
2、 α=0的雙目校正
3、α=-1的雙目校正
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