[發明專利]一種基于手機平臺的圖像實時校正改進方法

有效

• 申請號: 201811085387.X
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN109360144B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 季曉勇;陳磊;金偉旗;谷宇
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 胡建華;于瀚文

本發明公開了一種基于手機平臺的圖像實時校正改進方法，包括以下步驟：步驟1，調整手機攝像頭的高度和角度，拍攝標準小正方形方格圖板的測試圖像；步驟2，對步驟1中的測試圖像進行角點提取；步驟3，對步驟2中提取出的角點進行篩選，得到圖像上最大畸變正方形的四個頂點坐標，并計算出標準正方形的四個頂點坐標；步驟4，根據步驟4中得到的頂點坐標，進行空間變換，計算得出校正系數，根據校正系數對手機實時拍攝的圖像進行校正；步驟5，對步驟4校正得到的圖像進行ROI區域自適應放大和灰度插值計算，得到校正圖像。

技術領域

本發明屬于計算機圖像處理領域，尤其涉及一種基于手機平臺的圖像實時校正改進方法。

背景技術

隨著移動互聯網技術的發展，智能手機已經成為人們工作生活中不可或缺的一部分。它不僅極大地豐富了人們的生活，帶來了諸多便利，也導致了一些不可忽視的問題。許多人過度依賴手機，隨時隨地低頭觀看智能手機，社會上把這些人稱之為“手機低頭族”。經常這樣做會影響視力、損傷頸椎，有損健康；另一方面這些“低頭族”常會忽視身邊潛在的安全隱患，引發各類事故，造成人身傷害。基于這類現象，開發一款基于智能手機平臺的步行安全防護軟件尤為重要。該軟件的核心是要在“低頭族”一邊步行一邊使用手機時，智能手機的前攝像頭能實時采集步行前方的路面圖像，并在后臺對該圖像的路面特征進行識別，發現危險時發出警報提示。

由于手機攝像頭在一定的俯仰角下拍攝到的圖像存在畸變。使用者在步行狀態下使用手機的時候，手機在橫向和縱向都會有一定的傾斜角度，這會導致拍攝的圖像(如圖1所示)存在比較復雜的梯形失真，從而會影響到后續圖像特征識別的準確性，如圖2a所示。

發明內容

本發明針對現有的應用需求和技術問題，對現有的圖像實時校正方法進行了改進，能夠實現控制點的自動提取和ROI(region of interest，感興趣區域)區域的自適應放大，本發明公開了一種基于手機平臺的圖像實時校正改進方法，包括如下步驟：

步驟1，調整攝像頭的高度和角度，拍攝標準小正方形方格圖板的測試圖像；

步驟2，對步驟1中的測試圖像進行角點提取；

步驟3，對步驟2中提取出的角點進行篩選，得到圖像上最大畸變正方形的四個頂點坐標，并算出標準正方形的四個頂點坐標；

步驟4，根據步驟4中得到的四組頂點坐標，進行空間變換，計算得出校正系數，根據校正系數對手機實時拍攝的圖像進行校正；

步驟5，對步驟4校正得到的圖像進行ROI區域自適應放大和灰度插值計算，得到前方2m的校正圖像。

本發明步驟1包括如下步驟：

步驟1-1：準備一張1.5m(米)*3m，且畫滿標準小正方形方格的圖板，用于拍攝標準測試圖像；

步驟1-2：手機攝像頭的高度和角度調整范圍：以手機機身左下角為坐標系原點，以機身長邊為Y軸，短邊為X軸，手機平放時垂直于屏幕且向上為Z軸方向；俯仰角為手機Y軸繞X軸旋轉的角度，即機身與拍攝平面之間的夾角，也就是攝像頭光軸與拍攝平面的垂線之間的夾角，所在的范圍主要分布在10度到45度。傾斜角為X軸繞Y軸旋轉的角度，即右手持手機時X軸繞Y軸旋轉的角度主要分布在0到10度，左手持手機時X軸繞Y軸旋轉的角度主要分布在-10度到0度；手機攝像頭的高度范圍為1.1m到1.4m；

步驟1-3：手機攝像頭的高度和角度調整規則：將手機固定在三角支架上，調整攝像頭至1.1m，以1cm為調整間隔，同時以1度為間隔調整X軸和Y軸的旋轉角度，確定手機攝像頭所處的高度、手機Y軸繞X軸的旋轉角和X軸繞Y軸的旋轉角；

步驟1-4：實時采集一幀標準測試圖像。

本發明步驟2包括如下步驟：

步驟2-1：圖像預處理：對采集到的標準測試圖像灰度化后，進行高斯平滑濾波；