[發(fā)明專利]鏡頭失真校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410158840.0
• 申請(qǐng)日: 2014-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN105023242B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周宏隆;王煜智;張文彥;王耀笙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聚晶半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00;G06T3/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有涉及一種校正方法，特別是涉及一種采用空間幾何校正以提高鏡頭失真校正之準(zhǔn)確度的方法。

背景技術(shù)

一般的光學(xué)儀器都必須使用到透鏡，透過這些透鏡的使用，可以使影像達(dá)到成像的目的。影像捕獲設(shè)備本身也是光學(xué)儀器之一種，由光線經(jīng)過一組透鏡使之成像在電荷耦合組件(Charge Coupled Device，CCD)上。而透過這些透鏡或面鏡而成像，這些透鏡或面鏡的設(shè)計(jì)好壞就會(huì)直接影響到成像質(zhì)量的好壞。

影像捕獲設(shè)備大部分使用透鏡進(jìn)行影像成像，而透鏡的成像除了會(huì)有色差的問題外，另一個(gè)問題是成像的變形失真。而變形失真的最典型的種類有兩種，一種是筒狀變形(Barrel Distortion)，成像之影像的四側(cè)邊比四個(gè)角向外突出；一種是針狀變形(Pincushion Distortion)，成像之影像的四側(cè)邊比四個(gè)角向外凹入。這些變形會(huì)造成原本相同間距的兩條直線，成像后的影像的間距卻隨著透過透鏡不同位置的成像，彼此的間距會(huì)改變。

這些因?yàn)橥哥R而形成的變形，會(huì)使在原本等間隔的點(diǎn)或線，成像上卻變的非等間距等，因此會(huì)造成影像的失真情況。

基本上，影像失真會(huì)以中心為基點(diǎn)對(duì)稱，而大多數(shù)的用于校正影像變形失真的影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系中都會(huì)有圖像中心系數(shù)。理想上，鏡片與影像傳感器在組裝時(shí)，鏡片的中心必須在從影像傳感器中心上的法在線，如此，鏡片造成的失真現(xiàn)象在影像上會(huì)以影像中心相對(duì)稱。

但是實(shí)際組裝時(shí)，因?yàn)殓R片公差或是組裝流程的瑕疵，鏡片的中心往往不在影像傳感器中心上的法在線，如此會(huì)使得鏡片造成的失真現(xiàn)象在影像上不會(huì)以影像中心相對(duì)稱，而校正的準(zhǔn)確度下降。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于上述現(xiàn)有技藝的問題，本發(fā)明的目的就是在提供一種鏡頭失真校正方法，以提高鏡頭失真校正之準(zhǔn)確度。

有鑒于上述現(xiàn)有技藝的問題，本發(fā)明的目的就是在提供一種鏡頭失真校正方法，以補(bǔ)償因鏡片中心與影像傳感器中心在組裝時(shí)產(chǎn)生之誤差對(duì)失真校正的影響。

根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種鏡頭失真校正方法，其包含下列步驟。步驟(a)設(shè)置幾何校正模型在鏡頭前，幾何校正模型上具有復(fù)數(shù)個(gè)校正標(biāo)志(marker)，并提供復(fù)數(shù)個(gè)校正標(biāo)志之空間坐標(biāo)。步驟(b)透過鏡頭擷取待校正圖像。步驟(c)提供待校正圖像與校正后圖像之間的影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系包含圖像中心系數(shù)。步驟(d)從待校正圖像中選擇候選中心點(diǎn)。步驟(e)以候選中心點(diǎn)之坐標(biāo)作為圖像中心系數(shù)，根據(jù)影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系對(duì)待校正圖像進(jìn)行圖像失真校正，以轉(zhuǎn)換成校正后圖像。步驟(f)根據(jù)候選中心點(diǎn)、復(fù)數(shù)個(gè)校正標(biāo)志之空間坐標(biāo)、以及復(fù)數(shù)個(gè)校正標(biāo)志在校正后圖像中的影像坐標(biāo)，以一算法計(jì)算出復(fù)數(shù)個(gè)幾何校正系數(shù)以及誤差值。步驟(g)從待校正圖像中選擇復(fù)數(shù)個(gè)不同的候選中心點(diǎn)，重復(fù)步驟(e)到步驟(f)，以產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)誤差值。步驟(h)以復(fù)數(shù)個(gè)誤差值中的最小值所對(duì)應(yīng)的候選中心點(diǎn)作為影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系中的圖像中心系數(shù)，并根據(jù)圖像中心系數(shù)以及影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系將待校正圖像轉(zhuǎn)換成校正后圖像。

優(yōu)選地，幾何校正模型可為平面模型或是立體模型，而復(fù)數(shù)個(gè)校正標(biāo)志之空間坐標(biāo)系屬于大域坐標(biāo)系(global coordinate)。

優(yōu)選地，影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系以所選之圖像中心為對(duì)稱，用以校正桶狀變形或針狀變形。

優(yōu)選地，復(fù)數(shù)個(gè)幾何校正系數(shù)系基于針孔攝像模型(pinhole model)所決定。

優(yōu)選地，復(fù)數(shù)個(gè)不同的候選中心點(diǎn)系鄰近待校正圖像之影像中心位置。

優(yōu)選地，鏡頭包含鏡片組以及影像感測(cè)組件。

優(yōu)選地，候選中心點(diǎn)之影像坐標(biāo)系以像素(pixel)或次像素(sub-pixel)為單位。

優(yōu)選地，算法包含最小均方值(Least Mean Square，LMS)算法、距離差異絕對(duì)值之計(jì)算方法或距離差異總合之計(jì)算方法。

附圖說明

圖1是為本發(fā)明之鏡頭失真校正方法之流程圖。

圖2是為本發(fā)明之鏡頭失真校正方法之實(shí)施例之流程圖。

圖3是為本發(fā)明之鏡頭失真校正方法之實(shí)施例之示意圖。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參考圖1及圖2，其為根據(jù)本發(fā)明之鏡頭失真校正方法之流程圖以及示意圖。圖中，本發(fā)明之鏡頭失真校正方法系適用于包含一鏡片組以及一影像感測(cè)組件的鏡頭，而鏡頭失真校正方法包含下列步驟。