[發明專利]一種快速的魚眼圖像生成全景圖的方法

有效

• 申請號: 201410333603.3
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104103057B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 戴聲奎;高劍萍;陳漢苑
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭

1.一種快速的魚眼圖像生成全景圖的方法，將魚眼鏡頭光軸朝上或朝下時所獲得的魚眼圖像作為被校正圖像，其特征在于：將被校正圖像的中心點作為極坐標變換中心(r0,c0)；設定距離被校正圖像中心的小圓半徑，作為被展開的環形圖像的小圓半徑r1；設定被校正圖像的寬度和高度中的較小值作為被展開的環形圖像的大圓半徑r2；設定被校正圖像上極坐標的極角步進Δρ＝2*π/w，極半徑步進Δθ＝(r2-r1)/h，其中w為校正展開后圖像的目標寬度，h為校正展開后圖像的目標高度；其余步驟如下：

1)利用極坐標映射關系得到校正展開后圖像的像素點(i，j)對應被展開的環形圖像上的極坐標P(ρ，θ)，對應關系為ρ＝r1+Δρ*i，θ＝Δθ*j；該極坐標P(ρ，θ)對應被校正圖像中的被插值點Q(rt,ct),其中，rt＝r0-ρ*sin(θ),ct＝c0+cos(θ)為被展開的環形圖像上的笛卡爾坐標；

2)求得被插值點Q(rt,ct)的坐標偏移量m，n；

3)制作N點離散q點快速雙三次插值查找表矩陣：將被校正圖像上相鄰的兩像素點間的距離離散化為N個點，得到N+1個量化區間和N+1個量化值，N＝2k,k＝0,1,2,…；根據雙三次插值核函數表達式得到對應的q點雙三次插值分段函數并化成求解加權系數的q個等式,q表示被插值點水平或者垂直方向上的用來插值的像素點個數，q可以取2、4、6、8……，將各個量化區間的量化值分別代入q個等式中，求得維度為(N+1)*q的插值查找表矩陣M,該插值查找表矩陣M中保存的就是用來插值的像素點的權重，其中q個等式的值分別對應查找表矩陣M的每行從左到右的q個元素；

4)根據坐標偏移量m和n所屬的量化區間并參照步驟3)得到的插值查找表矩陣M，由m求得豎直插值行上q個像素的權重，存放在矩陣A_1*q里面，由n求得水平插值行上q個像素的權重，存放在矩陣C_q*1里面；設插值模板B_q*q為q*q維，插值模板B_q*q是指被插值點Q周圍的q*q個像素點的灰度值；

5)計算被插值點Q的灰度值Temp＝A_1*q*B_q*q*C_q*1，重復步驟1)循環每個圖像通道計算每個被插值點的灰度值；

6)把每個通道計算得到的灰度值temp限制在0到255之間，從而得到校正展開后圖像，再進行保存與顯示。

2.如權利要求1所述的一種快速的魚眼圖像生成全景圖的方法，其特征在于：在步驟2)中將獲得的非整數的被插值點Q(rt，ct)的小數部分分別作為偏離最鄰近像素點坐標的行偏移量m和列偏移量n，被插值點Q(rt，ct)的整數部分即為具有整數坐標值的最鄰近像素點的坐標。

3.如權利要求1所述的一種快速的魚眼圖像生成全景圖的方法，其特征在于：在步驟3)中，將被校正圖像上與被插值點Q相鄰的兩像素點B1和B2間的距離離散化為N個點分別為點P₁、P₂...P_N，得到N+1個量化區間和N+1個量化值，N＝2k,k＝0,1,2,…，點B1到點P₂與點P_N-1到點B2的距離即量化值均為1/(2N)像素，其余點P₂到P_N-1中相鄰兩點距離即量化值均為1/N像素。

4.如權利要求1所述的一種快速的魚眼圖像生成全景圖的方法，其特征在于：步驟5)中，計算被插值點Q的灰度值Temp＝A_1*q*B_q*q*C_q*1，具體包括：

5.1)在豎直方向上做一次線性內插，即用矩陣A_1*q乘以矩陣B_q*q，求得插值模板B_q*q中每一列q個像素的加權插值得到一個1*q的中間矩陣；

5.2)將步驟5.1)求得的中間矩陣再乘以C_q*1即在水平方向上對5.1)中求得的中間矩陣再進行一次線性內插，從而得到被插值點的灰度值temp。

5.如權利要求1所述的一種快速的魚眼圖像生成全景圖的方法，其特征在于：在步驟6)中，把插值得到的圖像用八位無符號整型表示并顯示出來，同時將該圖像寫入新建立的圖像文件即得到校正展開后圖像。