[發明專利]一種基于模型的全景彎曲圖像畸變矯正的方法

有效

• 申請號: 201911282927.8
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN112991164B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 鐘由彬;譚志標;陳志敏;劉顯陽;羅煜銘
• 申請（專利權）人: 視云融聚（廣州）科技有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 廣州知順知識產權代理事務所(普通合伙) 44401
• 代理人: 彭志堅

本發明公開了一種基于模型的全景彎曲圖像畸變矯正的方法，包括以下步驟：S1.選擇畸變矯正的模型：選擇高階多項式徑向畸變模型對全景彎曲圖像進行徑向畸變矯正；S2.確定全景彎曲圖像的畸變矯正中心：S3.確定全景彎曲圖像的畸變矯正的畸變系數：S4.生成全景彎曲圖像的畸變矯正的畸變校正映射表。本發明的全景彎曲圖像畸變矯正的方法，算法簡單，操作方便，并且不受圖像的內容、格式、類型等的限制，可以對主流格式圖片進行彎曲矯正，并且效果明顯；另外，計算和迭代過程的時間都比較短，可以適用于針對視頻監控的圖像矯正。

技術領域

本發明涉及圖像矯正領域，具體涉及一種基于模型的全景彎曲圖像畸變矯正的方法。

背景技術

目前全景相機通常采用多個攝像頭采集不同方向上的多幅圖像以便獲取全景圖像，因此，在全景攝像機成像過程中，需要對多個攝像頭采集到的不同方向上的多幅圖像進行融合拼接以獲得全景圖像。由于魚眼攝像頭可以獲得較廣的視野，可以減少拍攝全景的攝像頭的數量，因此多采用魚眼攝像頭進行拍攝，但是采用魚眼攝像頭獲取的圖像為圓球形的彎曲圖像，因此又需要將魚眼圖像展開為平面圖像。

在將曲面圖像轉化為平面圖像的過程中，用的比較多的兩種方法：一種是基于畸變模型進行畸變矯正，一種是利用非線性迭代求出最優解的方法。兩種算法各有優缺點，畸變模型的畸變矯正，算法簡單，操作方便，但是畸變矯正的效果受固定的畸變模型的影響，對一些特殊圖像或者不符合畸變模型的畸變圖像的效果不是很明顯。

非線性迭代算法卻可以解決這一矯正效果不理想的情況，其矯正結果不受圖像的影響，但是其比較突出的缺點是迭代的過程時間比較長且有些時候無法收斂，這對于視頻處理情況下是絕對不允許的。

因此需要開發一種新的算法來規避其他方法所帶來的不足。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的提供一種可以對特殊圖像或者不符合畸變模型的畸變圖像進行矯正，矯正效率高，收斂性好的于模型的全景彎曲圖像畸變矯正的方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：一種基于模型的全景彎曲圖像畸變矯正的方法，該方法用于對全景彎曲圖像進行畸變矯正，該方法包括以下步驟：

S1.選擇畸變矯正的模型：

選擇高階多項式徑向畸變模型對全景彎曲圖像進行徑向畸變矯正，所述高階多項式徑向畸變模型表達式：

其中，X_u，y_u為畸變矯正后的圖像坐標，X_d，y_d為畸變矯正前圖像的坐標，X_c，y_c是畸變中心坐標，r是畸變矯正前全景彎曲圖像的半徑，k₁,k₂,k₃為徑向畸變系數，r_d為畸變圖像中畸變中心最遠的半徑；

S2.確定全景彎曲圖像的畸變矯正中心：

首先將棋盤格世界坐標根據小孔成像原理模型投影到無畸變坐標點，然后再將無畸變坐標點擴展到畸變坐標點，此過程方程表達式如下：

X_u-X_c＝X_d-X_c??(1)

所述棋盤格世界坐標設計為以1為單位間隔的棋盤格對應的坐標，Z方向為1；

方程(1)兩邊同乘[xc]x并且把表達式X_iu＝HX_ig代入，則得到如下等式：

由方程(1)可知：X_u＝X_d，因此X_iu＝X_id代入公式(2)