[發明專利]一種基于線段特征的超廣角鏡頭相片畸變校正方法

有效

• 申請號: 202211314646.8
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115760595B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 常曉宇;王敏;王港;郭爭強;劉宇;張曉男;謝鑫浩;孫方德;朱進;陳金勇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06V10/40;G06V10/75
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種基于線段特征的超廣角鏡頭相片畸變校正方法，屬于圖像處理技術領域。其包括步驟：對超廣角鏡頭圖像提取線段得到線段集合；將整個圖像劃分為多個區域；分別定義圖像的上下左右邊緣區域，僅校正該區域內的直線畸變；分別獲取位于各邊緣區域中的線段集合；以邊緣區域線段集合中線段的傾角為依據，按間隔等間距分為多個線段子集；在線段子集中尋找線段對構成匹配線段集合；生成線段特征校正點集；形成全域校正匹配點集；建立二次多項式校正模型，通過最小二乘法對超廣角鏡頭圖像進行校正。本發明充分利用圖像中目標的直線特征，并結合圖像重采樣方法完成圖像校正，有效降低手機超廣角鏡頭在具有直線目標場景下的畸變。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于線段特征的超廣角鏡頭相片畸變校正方法。

背景技術

隨著智能手機的迅速發展，手機攝影逐漸進入大眾生活，且已成為日常應用中主要的拍照方式，極大程度地提升了大眾攝影的便捷性，降低了拍照成本。近些年，超廣角鏡頭逐漸被應用于智能手機中，可以為手機照片帶來更大的視角和寬闊的視野，同時具備大景深拍照，可容納下更多的近景和遠景。

當前，很多手機的超廣角相機最大視角超過100度，更有達到150度。雖然超廣角鏡頭可以拍攝更大的場景，但其獲得的照片會存在較大畸變，尤其是在接近邊緣部分。大部分手機出廠時均會對超廣角鏡頭進行固定參數校準，由于目標在視場中遠近差異，仍然會存在一定程度的畸變，尤其在拍攝直線特征明顯的目標。當超廣角相片中存在直線特征明顯的目標時，可以考慮直接依據直線特征對圖像進行校正。因此，如何利用超廣角鏡頭相片的直線特征對圖像進行校正成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于線段特征的超廣角鏡頭相片畸變校正方法，其充分利用圖像中目標的直線特征，并結合圖像重采樣方法完成圖像校正，有效降低手機超廣角鏡頭在具有直線目標場景下的畸變。

本發明采用的技術方案為：

一種基于線段特征的超廣角鏡頭相片畸變校正方法，包括以下步驟：

步驟1，采用LSD算法對超廣角鏡頭圖像IM提取線段，得到線段集合L_set；

步驟2，將整個超廣角鏡頭圖像IM劃分為4*4個區域，第i行第j列的區域記為Z_ij；

步驟3，分別定義圖像的上下左右邊緣區域E_top、E_bot、E_lef和E_rig，僅校正該區域內的直線畸變；

步驟4，通過位置關系分別獲取位于各邊緣區域中的線段集合L_E；

步驟5，以邊緣區域線段集合L_E中線段的傾角θ為依據，按間隔dθ將L_E等間距分為多個線段子集

步驟6，依據線段的傾角和距離約束，在線段子集中尋找線段對，構成匹配線段集合

步驟7，基于獲取的匹配線段集合生成線段特征校正點集P_line；

步驟8，在超廣角鏡頭圖像IM的每個子區域Z_ij內均勻選擇點，形成全域校正匹配點集P_adj；

步驟9，依據全域校正匹配點集P_adj建立二次多項式校正模型，通過最小二乘法校正超廣角鏡頭圖像IM，得到校正后圖像IM_adj。

進一步地，步驟4中，根據如下條件判斷L_set中的線段l是否隸屬于相應的線段集合L_E：