[發(fā)明專利]圖像處理設備、圖像處理方法和計算機程序

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010568170.1
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102081787A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 下平真達
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社其恩斯
• 主分類號: G06T1/00
• 分類號: G06T1/00;G06T5/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠基于由成像裝置獲得的校準圖案圖像以高精度進行畸變修正的圖像處理技術(shù)。

背景技術(shù)

按照常規(guī)思路，已經(jīng)開發(fā)出了各種各樣的檢驗系統(tǒng)和缺陷檢測系統(tǒng)，其用于通過使用成像裝置拾取測試對象的圖像、然后使用所拾取的多值圖像檢驗測試對象和檢測測試對象的缺陷來確定測試對象是否為合格品。不過，在使用成像裝置獲取圖像時，圖像經(jīng)常由于透鏡畸變和透視畸變而發(fā)生畸變，不能原樣使用圖像來確定是否是合格品等，除非進行適當?shù)幕冃拚?/p>

為了解決上述問題，例如《A?Flexible?New?Technique?for?Camera?Calibration》(Zhang?Z.，Technical?Report?MSR-TR-98-71，Microsoft?Research，1998)公開了一種在不同傾斜角度上獲取具有某種規(guī)律性的校準圖案的多個圖像并獲得成像裝置的諸如透鏡畸變和焦距之類的內(nèi)部參數(shù)和成像裝置的諸如三維位置和相對位置之類的外部參數(shù)的方法。以這種方式，可以通過畸變修正適當?shù)匦拚叭〉膱D像，并且能夠以高精度進行合格品確定。

發(fā)明內(nèi)容

按照《A?Flexible?New?Technique?for?Camera?Calibration》中公開的方法，需要以不同傾角獲得多個校準圖案的圖像。因此，必須在多次改變成像裝置與校準圖案之間的相對傾角的同時拍攝圖像，這使得圖像獲取變成了繁重的工作。

此外，當要獲得的參數(shù)的數(shù)量很大而所獲取的圖像的數(shù)量很小時，經(jīng)常不能確定所有這些參數(shù)。因此，就有了在成像裝置與校準圖案之間的相對傾角不合適的情況下不能正確獲得參數(shù)的問題。

本發(fā)明涉及能夠簡化獲取校準圖案圖像的步驟并且能夠以較高精度在較寬區(qū)域內(nèi)進行畸變修正的圖像處理設備、圖像處理方法和計算機程序。

按照本發(fā)明的一種實施方式，給出了一種圖像處理設備，該圖像處理設備通過使用成像裝置獲得校準圖案圖像并通過基于所獲得的校準圖案圖像執(zhí)行校準來進行畸變修正，該圖像處理設備包括：第一提取裝置，該第一提取裝置獲得以第一間隔設置有安排在可由成像裝置拍攝到的成像范圍內(nèi)的第一特征點的校準圖案圖像，并且該第一提取裝置提取第一特征點群；以及第二提取裝置，該第二提取裝置獲得以第二間隔設置有安排在可由成像裝置拍攝到的成像范圍內(nèi)的第二特征點的校準圖案圖像，并且該第二提取裝置提取第二特征點群，其中基于分別從具有不同成像范圍的區(qū)域內(nèi)提取出來的第一特征點群和第二特征點群執(zhí)行所述校準。

按照本發(fā)明的另一種實施方式，在圖像處理設備中，第二間隔被設置為比第一間隔寬，并且第一提取裝置在稀疏顯示特征點的區(qū)域內(nèi)提取第一特征點群，而第二提取裝置在密集顯示特征點的區(qū)域內(nèi)提取第二特征點群。正如這里所用的那樣，″稀疏顯示特征點的區(qū)域″指的是這樣的區(qū)域：相對于由預定數(shù)量的像素顯示的顯示屏幕而言，特征點被顯示得比預定間隔窄，而″密集顯示特征點的區(qū)域″指的是這樣的區(qū)域：相對于由預定數(shù)量的像素顯示的顯示屏幕而言，特征點被顯示得比預定間隔寬。

按照本發(fā)明的另一種實施方式，圖像處理設備此外還包括：設定裝置，該設定裝置將多個校準圖案圖像中的一個設定為基準圖像；投影變換參數(shù)設定裝置，該投影變換參數(shù)設定裝置設定表示第一坐標系和第二坐標系之間關(guān)系的投影變換參數(shù)，第一坐標系代表以平面圖形式示出的基準圖像，第二坐標系用于顯示基準圖像；仿射變換參數(shù)設定裝置，該仿射變換參數(shù)設定裝置通過包括在基于基準圖像的第一坐標系內(nèi)的縮放系數(shù)的仿射變換參數(shù)設定基準圖像與除了基準圖像之外的校準圖案圖像之間的關(guān)系；透鏡畸變參數(shù)設定裝置，該透鏡畸變參數(shù)設定裝置通過成像裝置設定用于修正透鏡畸變的透鏡畸變參數(shù)和透鏡畸變參數(shù)之間的關(guān)系；以及參數(shù)優(yōu)化裝置，該參數(shù)優(yōu)化裝置根據(jù)第一坐標系中基于基準圖像的坐標數(shù)據(jù)和第二坐標系中顯示的包括基準圖像的多種布置方式中的特征點的坐標數(shù)據(jù)，優(yōu)化投影變換參數(shù)、仿射變換參數(shù)和透鏡畸變參數(shù)。

按照本發(fā)明的另一種實施方式，圖像處理設備此外還包括：投影變換參數(shù)計算裝置，該投影變換參數(shù)計算裝置計算假設不存在透鏡畸變時的投影變換參數(shù)的估計值；以及仿射變換參數(shù)計算裝置，該仿射變換參數(shù)計算裝置計算假設不存在透鏡畸變時的仿射變換參數(shù)的估計值，其中參數(shù)優(yōu)化裝置采用投影變換參數(shù)的估計值和仿射變換參數(shù)的估計值作為初始值，優(yōu)化投影變換參數(shù)、仿射變換參數(shù)和透鏡畸變參數(shù)。

按照本發(fā)明的另一種實施方式，圖像處理設備此外還包括：選擇接收裝置，該選擇接收裝置接收是否使用多于一個校準圖案圖像的選擇。