[發明專利]一種魚眼圖像的有效區域提取方法

有效

• 申請號: 201910882956.1
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110610455B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 吳雪剛;杜同心;楊維斌;房斌;楊穎;張金龍
• 申請（專利權）人: 長江師范學院
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T5/00;G06T7/11
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種魚眼圖像的有效區域提取方法，包括：S1：獲取魚眼圖像，對魚眼圖像進行圖像灰度處理，生成灰度魚眼圖像；S2：通過水平集算法計算灰度魚眼圖像有效區域的圓心坐標(C′_x,C′_y)和半徑R′；S3：根據灰度魚眼圖像有效區域的圓心坐標(C′_x,C′_y)和半徑R′，計算并提取灰度魚眼圖像的有效區域。本發明魚眼圖像有效區域提取方法能夠在魚眼圖像的邊緣模糊或存在光斑的情況下準確地提取有效區域，從而能夠輔助提升對魚眼圖像的校正效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種魚眼圖像的有效區域提取方法。

背景技術

圖像拼接在醫療圖像，地質勘查，全景漫游領域等科技和工程領域中得到廣泛的應用。在分析中需要用到全視角的圖片，目前照相機拍攝視角限制，無法用同一臺攝像機直接生成一幅全景照片。通常采取在一個時間周期內得到一組具有重疊區域的照片，在用軟件進行拼接，最終獲取全景照片。一般的鏡頭視角較小，需要很多張圖片來拼接出一幅全景圖，因此，魚眼鏡頭就有著不可替代的作用。

魚眼鏡頭像鼓起的魚眼，拍攝的圖像存在嚴重的扭曲變形。相對于普通相機的平面鏡頭，該鏡頭的物理結構決定了在相同的面積下，能夠拍攝采集的視角范圍將遠大于平面鏡頭，但同時在成像的邊緣也會產生較大的變形。拍攝出來的照片圓心位置圖像信息量最大，形變最小，隨著半徑的增加，信息量逐漸減少且形變不斷增大，因此魚眼圖像需要校正后再際應用。而魚眼鏡頭拍攝的圖像具有四周暗景、中間嵌有圓形區域的圖像(即有效區域和無效區域)的特點，因此，在校正魚眼畸變的圖像前，首先需要對魚眼圖像進行有效區域的提取。

現有的魚眼圖有效區域提取的方法包括：1)通過求二值化圖像的形心和面積來找出魚眼圖有效區域的圓心和半徑；2)掃描線法，利用四條或者八條掃描線從圖像的最邊緣往內側移動，當前掃描線掃描到亮度高于一定閾值的像素就停止移動，然后再將掃描線作為圓的切線求取圓的參數；3)基于區域生長的魚眼圖像輪廓提取算法。上述三方法，在有效區域外部存在少量光斑時，有效區域的提取結果會不準確。

為解決上述問題，公開號為CN106651758A的中國專利公開了一種基于含噪魚眼圖像的有效區域提取方法，包括：通過魚眼攝像頭獲取一幅含噪魚眼圖像，對含噪魚眼圖像進行預處理；對經過預處理的含噪魚眼圖像使用梯度算法計算后，對有效圓區域進行定位生成第一魚眼圖像；去除第一魚眼圖像的噪聲后生成第二魚眼圖像，獲取第二魚眼圖像有效圓區域的圓周上的點的集合；對點的集合進行擬合后獲取第二魚眼圖像有效圓區域的圓心坐標及半徑，根據圓心坐標、半徑對應的圓周對第二魚眼圖像進行提取后生成最終的有效圓區域。

上述方案中，通過hough(霍夫)圓算法對預處理后含噪魚眼圖像的有效圓區域進行定位，獲取定位的第一有效圓區域對應的第一圓心和第一半徑。這種方法仍然是對圖像進行二值化處理，在魚眼圖像有效區域邊緣清楚的前提下，其能夠精確的提取到有效區域。但是，實際操作過程中，魚眼圖像的邊緣都是比較模糊的，若對圖像進行二值化處理，就會使得魚眼圖像的邊緣會變得彎曲，從而使得對魚眼圖像的有效區域的提取不準確，最終導致對魚眼圖像的校正效果不好。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種能夠在魚眼圖像邊緣模糊或存在光斑的情況下準確地提取有效區域的魚眼圖像的有效區域提取方法，以輔助提升對魚眼圖像的校正效果。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下的技術方案：

一種魚眼圖像的有效區域提取方法，包括以下步驟：

S1：獲取魚眼圖像，對魚眼圖像進行圖像灰度處理，生成灰度魚眼圖像；

S2：通過水平集算法計算灰度魚眼圖像有效區域的圓心坐標(C′_x,C′_y)和半徑R′；