[發明專利]基于圖像處理器實現的消除鏡頭橫向色差的方法及介質

有效

• 申請號: 202010022469.0
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111242863B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 岳智;曾強;馬斌;燕明;江明權;嚴亞運;沈沙
• 申請（專利權）人: 合肥酷芯微電子有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種基于圖像處理器實現的消除鏡頭橫向色差的方法及介質，包括：畸變模型獲取步驟：對目標待校正相機鏡頭橫向色差進行建模，得到R,G,B三個顏色通道橫向色差的畸變模型；畸變參數獲取步驟：使用棋盤格作為標定板，對目標待校正相機鏡頭進行標定，獲得待校正相機鏡頭R,G,B三通道橫向色差的畸變參數。本發明通過將R通道和B通道每個像素的位移量進行下采樣，僅存儲32x18x2個樣本點，對于1080P分辨率相機而言，大大降低了位移量的存儲復雜度。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理領域，具體地，涉及一種基于圖像處理器實現的消除鏡頭橫向色差的方法及介質。尤其地，涉及一種適合圖像處理器ASIC實現的消除鏡頭橫向色差的方法。進一步地，涉及一種對RGB圖像進行色差矯正，生成消除橫向色差后的RGB圖像的一種適合圖像處理器ASIC實現的消除相機鏡頭橫向色差的實現方法。

背景技術

可見光的波長范圍約380納米到760納米，不同波長的光，其通過透鏡時的折射率也各不相同。當可見光通過相機鏡頭時，波長越長的光，折射率越大。對大多數透鏡而言，藍光的折射率最大，其次是綠光和紅光，不同波長的光聚焦在不同的位置，造成藍光，綠光和紅光的聚焦點存在位移，這種位移分為平行于焦平面方向和垂直于焦平面方向兩種。平行于焦平面方向的位移引起的色差成為橫向色差(lateral?chromatic?aberration)，垂直于焦平面方向的位移引起的色差成為軸向色差(longitudinal?chromatic?aberrstion)。其中，橫向色差最為常見和明顯，并且隨著圖像傳感器分辨率的不斷增加和像素尺寸的不斷減小，橫向色差的影響越來越大，成為運動相機，安防監控相機，行車記錄儀相機等需要解決的問題。

目前消除相機鏡頭的橫向色差，有硬件解決方法和軟件解決方法兩大類。硬件解決方法從鏡頭入手，通過多個折射率不同的透鏡組合，來消除橫向色差。這種硬件解決方法大大增加了相機的成本。軟件方法從數字圖像處理方面入手，通常都是對橫向色差進行多項式擬合，根據求解出來的多項式參數，對橫向色差進行消除，這種擬合多項式通常階數都很高，有的甚至達到11階高次多項式，導致軟件計算復雜度高，實時性低。

現有的消除鏡頭橫向色差的技術中，硬件解決方法，設計成本和復雜度太高，不適合消費類相機的使用，軟件解決方法，計算復雜度高，實時性低，很難對視頻圖像進行實時矯正處理。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于圖像處理器實現的消除鏡頭橫向色差的方法及介質，其能夠以極低的算法和硬件復雜度，對相機橫向色差進行實時矯正處理，降低相機的成本，并且取到良好的矯正效果。

根據本發明提供的一種基于圖像處理器實現的消除鏡頭橫向色差的方法，包括：

畸變模型獲取步驟：對目標待校正相機鏡頭橫向色差進行建模，得到R,G,B三個顏色通道橫向色差的畸變模型；

畸變參數獲取步驟：使用棋盤格作為標定板，對目標待校正相機鏡頭進行標定，獲得待校正相機鏡頭R,G,B三通道橫向色差的畸變參數；

位移矩陣獲取步驟：根據獲得的畸變模型和畸變參數，以G通道為參考，分別計算R通道和B通道在成像平面上各個像素位置相對G通道的位移偏差，即位移矩陣，R-displacment和B-displacement；

位移矩陣采樣步驟：對R通道和B通道的位移矩陣進行下采樣，獲得R通道和B通道各自預設數量的樣本點作為控制頂點進行存儲；

校正結構獲取步驟：提出在RGB域校正橫向色差的VLSI硬件結構；

位移偏差獲取步驟：硬件VLSI結構加載R和B通道位移矩陣的控制頂點，并對控制頂點進行上采樣，得到R通道和B通道在成像平面上各個像素位置的位移偏差；