[發明專利]平面傾斜圖像正視轉向方法及轉向系統

有效

• 申請號: 201911333318.0
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN110933280B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 焦杰
• 申請（專利權）人: 吉林省廣播電視研究所（吉林省廣播電視局科技信息中心）
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N5/262
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 朱紅玲

平面傾斜圖像正視轉向方法及轉向系統，涉及光電技術及數字圖像處理領域；解決現有傾斜圖像矯正過程中，存在圖像失真，無法通過旋轉獲得正視圖像等問題，包括物面、透鏡、光電傳感器和處理器；物面的光線經過透鏡，在光電傳感器上成像；光電傳感器在像面上的光電轉換區域為矩形，將像面發出的成像轉換成邊緣為矩形的圖像；斜視圖包括正斜圖像和側斜圖像，處理器將接收的正斜圖像經過u軸和v軸兩個方向的矯正得到正視圖像；對側斜圖像先進行旋轉，將側斜圖像轉到與正斜圖像的相同方向，再進行矯正得到正視圖像。運用斜視圖像中平行線的共頂特點，對一幅想要矯正成為正視圖的任意傾斜拍攝圖像，通過計算的天際線或斜視頂點，可得到所需旋轉的角度。

技術領域

本發明涉及光電技術及數字圖像處理領域，具體涉及一種平面傾斜圖像正視轉向方法及轉向系統。

背景技術

在航拍圖像，衛星圖像以及安防監控圖像中，較大區域的視角都是傾斜的，并且無法隨意控制攝像機姿態和拍攝的角度，導致圖像傾斜失真；因為實際測繪使用的是正視圖像，所以需要對傾斜照片進行旋轉矯正；現有一種旋轉矯正方法是在斜視物面上設置中軸線垂直標記線，照片中標記線圖像與坐標軸的夾角就是矯正所需要旋轉的角度；然而對一個沒法標記的任意圖像，例如航拍圖像、衛星圖像，以及任意條件下的安防監控圖像，若沒有標記就不知道應該怎樣旋轉；軍事偵察或宇航拍攝照片本來就不容易，若額外指定拍攝角度則更是難以實現。

發明內容

本發明為解決現有傾斜圖像矯正過程中，存在圖像失真，無法通過旋轉獲得正視圖像等問題，提供一種平面傾斜圖像正視轉向方法及轉向系統。

平面傾斜圖像正視轉向方法，該方法由以下步驟實現：

步驟一、通過光電傳感器獲取斜視圖像并由圖像處理器接收，所述斜視圖像包括正斜圖像和側斜圖像；設定光電傳感器的光電轉換區域矩形中心點為像心，通過像心沿光電傳感器水平掃描方向的直線為u軸；通過像心沿光電傳感器垂直掃描方向的直線為v軸；像面上u軸和v軸組成uv平面直角坐標系；

步驟二、所述圖像處理器將正斜圖像經過u軸和v軸兩個方向的矯正，獲得正視圖像；對所述側斜圖像先進行旋轉，將所述側斜圖像轉到與正斜圖像的相同方向，再進行矯正得到正視圖像；

將所述側斜圖像轉成正斜圖像的方法由以下任意一種方式實現：

第一種：在側斜圖像中，設定物面上的一組平行線L₁L₂，在像面上得到斜視頂點Q_L；設定物面上的另一組平行線N₁N₂，在像面上得到斜視頂點Q_N；采用直線連接Q_L與Q_N得到天際線；天際線與x軸平行，與u軸不平行；旋轉所述側斜圖像使天際線與u軸平行，則實現所述側斜圖像轉成正斜圖像；

第二種：在所述側斜圖像中找到一組平行線L₁L₂，在像面uv坐標系中計算平行線L₁L₂在像面的斜視頂點Q_L，根據已知的視角θ及像距OF，獲得天際線圓半徑R；經所述斜視頂點Q_L向天際線圓作兩條切線，根據所述平行線的方向角是否大于90度確定有效天際線；旋轉側斜圖像使天際線與u軸平行，將所述側斜圖像轉變成為正斜圖像；

第三種：設定側斜圖像中的一組平行線L₁L₂，在像面uv坐標系中計算L₁L₂的斜視頂點坐標為(U,V)；根據已知視角θ及像距OF，計算所述側斜圖像轉換成正斜圖像需要的旋轉的角度用下式表示為：

平面傾斜圖像正視轉向系統，該系統包括物面、透鏡、光電傳感器和圖像處理器；物面的光線經過透鏡在光電傳感器上成像；