[發(fā)明專利]一種雙目相機(jī)的圖像校正方法和存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711342048.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN109961401B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘文培;趙博;辛良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安全志科技有限公司
• 主分類號(hào): G06T5/00
• 分類號(hào): G06T5/00
• 代理公司: 工業(yè)和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 田衛(wèi)平

本發(fā)明公開了一種雙目相機(jī)的圖像校正方法和存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：獲取雙目相機(jī)攝像頭對(duì)應(yīng)校正圖像與原始圖像的預(yù)設(shè)坐標(biāo)映射表，其中，預(yù)設(shè)坐標(biāo)映射表包括：X軸坐標(biāo)映射表和Y軸坐標(biāo)映射表，坐標(biāo)映射表記載了校正圖像像素點(diǎn)與原始圖像亞像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；按照預(yù)設(shè)倍率對(duì)預(yù)設(shè)坐標(biāo)映射表進(jìn)行上采樣插值計(jì)算，以得到原始圖像的原始尺寸的坐標(biāo)映射表；根據(jù)原始尺寸的坐標(biāo)映射表查找校正圖像當(dāng)前像素點(diǎn)在原始圖像中的坐標(biāo)位置，并取原始圖像中包圍坐標(biāo)位置的四個(gè)整數(shù)像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行雙線性插值運(yùn)算，以得到當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像校正領(lǐng)域，特別是涉及一種雙目相機(jī)的圖像校正方法和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

雙目圖像是通過兩臺(tái)平行相機(jī)對(duì)同一場(chǎng)景進(jìn)行拍攝得到的兩幅圖像。空間中的同一物點(diǎn)在兩個(gè)相機(jī)拍攝的像平面中所成的像，稱為匹配點(diǎn)對(duì)，根據(jù)該匹配點(diǎn)對(duì)的視差可以提取出該物點(diǎn)的空間位置信息。理想情況下，同一物點(diǎn)在雙目相機(jī)中所成的像位于同一行，所以進(jìn)行立體匹配時(shí)，只需沿著同一行進(jìn)行匹配搜索即可，既降低了搜索的復(fù)雜度，又減少了誤匹配的概率。

但實(shí)際過程中，由于存在鏡頭畸變、兩相機(jī)難以嚴(yán)格平行等問題，無法得到理想的雙目圖像。因此，通常會(huì)對(duì)雙目圖像進(jìn)行幾何校正，以獲得理想情況下像素嚴(yán)格行對(duì)齊的雙目圖像。

其中，鏡頭畸變通常包含徑向畸變和切向畸變，徑向畸變是沿半徑方向分布的畸變，它是由于光線在穿透厚度不均的透鏡過程中發(fā)生折射導(dǎo)致，其表現(xiàn)形式為中心附近畸變小，沿半徑發(fā)射狀畸變，如常見的桶形畸變和枕型畸變。切向畸變是由于透鏡在組裝時(shí)的操作缺陷導(dǎo)致的透鏡與像平面不行而產(chǎn)生的畸變。

將相機(jī)的像面校正到嚴(yán)格行對(duì)齊的過程稱為極線幾何校正。如圖1所示為雙目立體模型，O_l,O_r分別是左右攝像機(jī)的光心，空間點(diǎn)P在左右攝像機(jī)的像面π_l,π_r上投影，則空間點(diǎn)與兩相機(jī)的光心所構(gòu)成的平面PO_lO_r稱為極面，該極面與兩像面的交線稱為極線，兩相機(jī)光心的連線稱為基線，基線與像面的交點(diǎn)稱為極點(diǎn)。當(dāng)空間點(diǎn)P移動(dòng)時(shí)，極平面繞著基線同軸旋轉(zhuǎn)，其與像平面的交線構(gòu)成若干極線束，所有極線束均通過極點(diǎn)。當(dāng)極點(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)處時(shí)，兩極線束嚴(yán)格平行，此時(shí)對(duì)應(yīng)的極線對(duì)處于同一行。所以對(duì)理想的無畸變圖像而言，極線幾何校正即是根據(jù)雙目圖像的對(duì)極幾何約束，將對(duì)應(yīng)的極線校正到同一行，使之嚴(yán)格行對(duì)齊，以便于進(jìn)行匹配像素點(diǎn)對(duì)的匹配搜索。

現(xiàn)有的技術(shù)方案中，通常是先對(duì)畸變情況進(jìn)行建模，建立正常像素位置和畸變像素位置之間的映射模型，從而將原始圖像校正為無畸變的圖像，以消除因鏡頭畸變而產(chǎn)生的圖像失真形變；再對(duì)無畸變圖像進(jìn)行極線幾何校正，根據(jù)相機(jī)標(biāo)定獲得的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)，建立投影變換模型，將原始圖像投影到一個(gè)無畸變且嚴(yán)格行對(duì)齊的圖像平面上，以獲得像素嚴(yán)格行對(duì)齊的雙目圖像；最后，再對(duì)校正過程中產(chǎn)生的無效值像素進(jìn)行插值恢復(fù)，并對(duì)無效值黑邊進(jìn)行裁剪，最后插值放大到原尺寸。

然而，現(xiàn)有先進(jìn)行鏡頭畸變校正再進(jìn)行極線幾何校正的雙目幾何校正算法，都是經(jīng)過兩次校正運(yùn)算，運(yùn)算復(fù)雜度較高，不滿足實(shí)時(shí)運(yùn)算的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種雙目相機(jī)的圖像校正方法和存儲(chǔ)介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的如下問題：現(xiàn)有先進(jìn)行鏡頭畸變校正再進(jìn)行極線幾何校正的雙目幾何校正算法，都是經(jīng)過兩次校正運(yùn)算，運(yùn)算復(fù)雜度較高，不滿足實(shí)時(shí)運(yùn)算的需求。

為解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種雙目相機(jī)的圖像校正方法，包括：獲取雙目相機(jī)攝像頭對(duì)應(yīng)校正圖像與原始圖像的預(yù)設(shè)坐標(biāo)映射表，其中，所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)映射表包括：X軸坐標(biāo)映射表和Y軸坐標(biāo)映射表，坐標(biāo)映射表記載了所述校正圖像像素點(diǎn)與所述原始圖像亞像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；按照預(yù)設(shè)倍率對(duì)所述預(yù)設(shè)坐標(biāo)映射表進(jìn)行上采樣插值計(jì)算，以得到所述原始圖像的原始尺寸的坐標(biāo)映射表；根據(jù)所述原始尺寸的坐標(biāo)映射表查找校正圖像當(dāng)前像素點(diǎn)在所述原始圖像中的坐標(biāo)位置，并取所述原始圖像中包圍所述坐標(biāo)位置的四個(gè)整數(shù)像素點(diǎn)的像素值進(jìn)行雙線性插值運(yùn)算，以得到所述當(dāng)前像素點(diǎn)的像素值。