[發(fā)明專(zhuān)利]一種魚(yú)眼鏡頭的全場(chǎng)圖像畸變校正方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110941153.6
• 申請(qǐng)日: 2021-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113643205A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉偉;蔡家旭;劉路;周婷;張大山
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T5/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T5/00;G06T3/00;G06T7/80
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

1.一種魚(yú)眼鏡頭的全場(chǎng)圖像畸變校正方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

步驟S1：搭建一個(gè)魚(yú)眼鏡頭畸變校正系統(tǒng)，包括魚(yú)眼鏡頭、攝像機(jī)和液晶屏幕，其中魚(yú)眼鏡頭安裝在攝像機(jī)前端，且魚(yú)眼鏡頭的光軸垂直于液晶屏幕，并確保液晶屏幕能夠覆蓋魚(yú)眼鏡頭的視場(chǎng)范圍；

步驟S2：建立液晶屏幕坐標(biāo)系XOY，原點(diǎn)位于液晶屏幕的平面左上角，X軸平行于液晶屏幕的長(zhǎng)度方向，Y軸平行于液晶屏幕的寬度方向；

步驟S3：設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)標(biāo)靶，包括五幅標(biāo)靶圖案I_n(x,y)，然后將五幅標(biāo)靶圖案I_n(x,y)依次顯示于液晶屏幕上，同時(shí)攝像機(jī)依次采集五幅標(biāo)靶圖像J_n(u,v)；

步驟S4：分別計(jì)算出水平方向和垂直方向上的截?cái)嘞辔沪?Sub>u(u,v)和φ_v(u,v)，并利用時(shí)域相位展開(kāi)法分別恢復(fù)出絕對(duì)相位Φ_u(u,v)和Φ_v(u,v)；

步驟S5：根據(jù)絕對(duì)相位Φ_u(u,v)和Φ_v(u,v)，建立攝像機(jī)的像素坐標(biāo)(u,v)和液晶屏幕的像素坐標(biāo)(x,y)的映射表(x,y)＝LUT(u,v)；

步驟S6：利用安裝魚(yú)眼鏡頭的攝像機(jī)拍攝未校正的場(chǎng)景圖像J_distort(u,v)，根據(jù)上述映射表(x,y)＝LUT(u,v)，將未校正的場(chǎng)景圖像J_distort(u,v)中所有像素映射至液晶屏幕坐標(biāo)系XOY下，并通過(guò)插值運(yùn)算獲得校正的場(chǎng)景圖像I_correct(x,y)＝J_distort[LUT(u,v)]。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種魚(yú)眼鏡頭的全場(chǎng)圖像畸變校正方法，其特征在于：所述步驟S3中，設(shè)計(jì)的五幅標(biāo)靶圖案可表示為：

I₀(x,y)＝0.5；

I₁(x,y)＝0.5+0.5cos(2πx/T)；

I₂(x,y)＝0.5+0.5sin(2πx/T)；

I₃(x,y)＝0.5+0.5cos(2πy/T)；

I₄(x,y)＝0.5+0.5sin(2πy/T)；

式中：(x,y)表示液晶屏幕的像素坐標(biāo)，T表示水平方向和豎直方向上的條紋周期。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種魚(yú)眼鏡頭的全場(chǎng)圖像畸變校正方法，其特征在于：所述步驟S3中，采集的五幅標(biāo)靶圖像可表示為：

J₀(u,v)＝A(u,v)；

J₁(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)cos[φ_u(u,v)]；

J₂(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)sin[φ_u(u,v)]；

J₃(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)cos[φ_v(u,v)]；

J₄(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)sin[φ_v(u,v)]；

式中：(u,v)表示攝像機(jī)的像素坐標(biāo)，A(u,v)表示相移條紋的背景強(qiáng)度，B(u,v)表示相移條紋的調(diào)制度，φ_u(u,v)和φ_v(u,v)分別表示水平方向和豎直方向的相位分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種魚(yú)眼鏡頭的全場(chǎng)圖像畸變校正方法，其特征在于：所述步驟S4中，水平方向和垂直方向上的截?cái)嘞辔沪?Sub>u(u,v)和φ_v(u,v)計(jì)算公式為：

上述兩個(gè)公式均包含反正切運(yùn)算，因此解算得到的截?cái)嘞辔蝗≈捣秶鸀閇-π,+π]。