[發明專利]魚眼鏡頭圓心重提取映射法畸變矯正方法

在審

• 申請號: 201710842111.0
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107633489A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 馮聰;馬新軍;李園園;吳晨晨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T5/30;G06T7/62;G06T7/80
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙)44451
• 代理人: 羅志偉

技術領域

本發明涉及圖像矯正方法，尤其涉及一種魚眼鏡頭圓心重提取映射法 畸變矯正方法。

背景技術

魚眼相機廣泛應用于監視、機器人視覺、車載環視系統等應用中，魚 眼鏡頭通常有一個大的視場(Field of View)(120-180度)，因此被用 來捕捉大面積在一個單一的圖像。然而，這樣的圖像是半球形或圓形，圖 像會有很大的桶形畸變產生。在畸變的狀態的下，魚眼圖像中的直線是彎 曲的，所有物體都會有一定的變形。越遠離圖像中心，畸變的情況就會越 嚴重。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種魚眼鏡頭圓心重提取 映射法畸變矯正方法。

本發明提供了一種魚眼鏡頭圓心重提取映射法畸變矯正方法，包括以 下步驟：

S1、對魚眼鏡頭進行標定，獲取魚眼鏡頭的參數；

S2、進行圖像中心的提??；

S3、利用魚眼鏡頭的參數進行重投影，得到畸變矯正的效果圖。

作為本發明的進一步改進，步驟S1包括：采用球形模型來表示圖像點， 獲取魚眼鏡頭的內參。

作為本發明的進一步改進，步驟S1包括：投影空間模型坐標系與圖像 坐標系之間的關系用公式(1)來表達，

其中，坐標(u,v)是圖像坐標系的坐標，(x,y,z)投影空間模型坐標系的坐標， θ是入射光線與魚眼鏡頭光軸的夾角，標準的魚眼鏡頭的投影模型整理為公 式(2)：

其中，r是圖像坐標到圖像中心的距離，(c_x,c_y)是圖像中心坐標；

加入一個矯正的因子a₁，最終投影模型整理為公式(3)：

魚眼鏡頭的內參包括c_x,c_y,a₀,a₁。

作為本發明的進一步改進，步驟S2包括：

S21、載入原圖；

S22、對載入的圖像按一定閾值進行二值化處理；

S23、對二值化圖像進行膨脹處理；

S24、利用水平方向坐標求平均值；

S25、對平均值數據由小到大排序，并遍歷該平均值數據，找到最長的平穩 區域的數據段，作為最可靠的邊界數據，平穩區域為均值完全相等；

S26、獲取到最平穩區域段的數據后，采用Kasa圓擬合法得到擬合的圓以 及圓心。

作為本發明的進一步改進，步驟S2還包括步驟S27：在灰度圖上畫出 擬合的圓以及圓心。

作為本發明的進一步改進，步驟S22為：二值化處理如公式(4)所示：

當圖像像素點灰度大于T的時候，設置這個點為全黑，否則為全白。

作為本發明的進一步改進，步驟S26為：

假設{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_n,y_n)}是用于圓擬合的切點坐標數據，對其進行列填 充擴展，構造下面的兩個矩陣：

令P＝(q₁,q₂,q₃)^T，按下式計算：P＝P₁^-1P₂

，其中A^-1是A的偽逆矩陣；

則擬合圓的圓心坐標(c_x,c_y)和半徑R為：

至此，圓形有效區域的提取完成。

作為本發明的進一步改進，步驟S3包括：

S31、選擇矯正后的魚眼鏡頭的圖像的大小；

S32、構造新的投影曲面；

S33、進行重新映射。

作為本發明的進一步改進，步驟S32包括：

新的投影曲面選擇一個垂直于魚眼鏡頭主光軸的平面，所有新光線經過新 構造的平面，將構造的曲面轉換為投影空間模型坐標系下的坐標，首先將 坐標標準化，

本發明的有益效果是：采用圓心重提取映射法來進行魚眼圖像的畸變 矯正，將魚眼鏡頭所拍攝的圖像還原到普通相機所拍攝照片的效果。

附圖說明