鱼眼图像畸变校正方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种鱼眼图像畸变校正方法/装置，选取鱼眼图像中的指定轮廓像素点，并在预设的校正后图像的边界上对指定轮廓像素点进行标定；而后根据标定前后轮廓像素点的位置关系对相关的指定的连线像素点进行标定校正；最后依据标定校正完成的指定轮廓像素点和连线像素点执行其它像素点的校正任务。采用本申请提供的鱼眼图像畸变校正方法/装置，勿需设定标定物，即可拟合出用户需要的校正参数，大大降低标定操作的难度，能够提高效率。

【技术实现步骤摘要】
鱼眼图像畸变校正方法及装置
本申请涉及数字图像处理领域，具体涉及到一种鱼眼图像畸变校正方法及装置。
技术介绍
鱼眼摄像头(镜头)在多领域得到应用，鱼眼摄像头能够摄录更大视角的图像或视频，譬如在计算机视觉、虚拟现实、机器人导航及视觉监控等领域中，往往需要得到更大角度范围的图像，而广角镜头在使用上也会存在种种限制，然而，鱼眼摄像机可以满足这些要求，其视角范围可以很大甚至接近全视角范围，可以有效满足以上领域的需要，因此，目前能够获得大视角鱼眼图像的鱼眼镜头得到了广泛的应用。虽然鱼眼镜头可以获得很大的视角，但是，通过鱼眼镜头与我们常见的普通透视图像不同，鱼眼图像通常都会存在很大的畸变，为了符合人眼的观察习惯，一般会通过处理器对鱼眼图像进行相应的处理譬如标定校正，而后由处理器将校正后的图像发送到显示装置进行显示。特别是在三维建模、虚拟现实和机器人导航等领域，要想使用鱼眼镜头首先必须对鱼眼镜头摄录的鱼眼图像数据进行精确校正，这个校正的过程在计算机视觉中称为标定(calibration)。这一过程中，处理器对鱼眼图像的处理效果和效率对用户体验都会造成直接影响，甚至是影响用户体验的关键因素。目前，针对鱼眼镜头的标定方法大体如下：算法模型标定：通常假定鱼眼的形变是符合某种物理模型，通过模型计算图像需要校正的参数，如基于点对应估计极线约束等。采用算法模型纠正，标定简便，但是，有些算法对标定场景有较高的要求，如基于直线的方法(Straightlineshavetobestraight)；有些模型会导致局部失真严重，如经纬模型会导致图像的两极被拉伸。手工标定：常要在摄像机前摆放标定物，通过逐点匹配，建立实际空间与图像像素点的关系。这类方法能够精确标定鱼眼镜头，但现有的方法需要手动选取标定板上的大量特征点，操作效率非常低。
技术实现思路
本申请提供一种鱼眼图像畸变校正方法及装置，以提供一种鱼眼图像畸变校正的新方案。根据本申请的第一方面，本申请提供一种鱼眼图像畸变校正方法，包括：鱼眼图像获取步骤，获取鱼眼摄像头摄录的鱼眼图像；中心点标定步骤，将鱼眼图像的中心点标定为校正后图像的中心点；轮廓点标定步骤，将鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点(P0)标定为校正后图像边界上的对应轮廓像素点；连线点标定步骤，将鱼眼图像中心点与其指定的轮廓像素点连线上指定的连线像素点标定至校正后图像的中心点与该指定轮廓像素点的对应轮廓像素点的连线上。根据本申请的第二方面，本申请提供一种鱼眼图像畸变校正装置，包括：中心点标定模块、轮廓点标定模块、连线点标定模块和鱼眼图像获取模块。鱼眼图像获取模块用于获取鱼眼摄像头摄录的鱼眼图像；中心点标定模块用于将鱼眼图像的中心点标定为校正后图像的中心点；轮廓点标定模块用于将鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点标定为校正后图像边界上的对应轮廓像素点；连线点标定模块用于将鱼眼图像中心点与其指定的轮廓像素点连线上指定的连线像素点标定至校正后图像的中心点与该指定轮廓像素点的对应轮廓像素点的连线上。本申请的有益效果是：根据本申请提供的鱼眼图像畸变校正方法/装置，首先根据鱼眼图像确定校正后图像的中心点，并基于校正图像的轮廓对鱼眼图像的边界上指定的轮廓像素点进行标定；而后根据标定前后基轮廓像素点的位置关系对相关指定的连线像素点进行标定校正，从而完成校正任务。采用本申请提供的鱼眼图像畸变校正方法/装置，勿需设定标定物，即可拟合出用户需要的校正参数，大大降低标定操作的难度，能够提高效率。附图说明图1为本申请实施例鱼眼图像畸变校正装置结构简图；图2为本申请实施例轮廓点标定模块结构简图；图3为本申请实施例连线点标定模块结构简图；图4为本申请实施例鱼眼图像畸变校正方法流程图；图5a为本申请实施例鱼眼图像轮廓示意图；图5b为本申请实施例鱼眼图像标定策略示意图，其中虚线框为鱼眼图像示意，实线框为校正后图像示意；图6为本申请实施例指定轮廓像素点标定方法流程图；图7为本申请实施例指定的连线像素点标定方法流程图；图8a为本申请实施例鱼眼图像畸变效果图；图8b为本申请实施例鱼眼图像校正后的效果图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本申请根据畸变鱼眼图像特点标定坐标图，对鱼眼图像边界上选取的指定的轮廓像素点求取校正后的理想坐标值，根据指定的轮廓像素点校正前后的坐标建立鱼眼图像和校正后图像之间的映射关系，利用这一映射关系求得相应的指定的连线像素点校正后的坐标，从而标定了鱼眼图像各指定的轮廓像素点和连线像素点校正后的位置，生成坐标映射表。在后续的校正程序中运用该坐标映射表即可得到校正后的图像。请参考图1，为本实施例鱼眼图像畸变校正装置结构简图，该校正装置包括：鱼眼图像获取模块1、中心点标定模块2、轮廓点标定模块3和连线点标定模块4。其中，鱼眼图像获取模块1用于获取鱼眼摄像头摄录的鱼眼图像，所称鱼眼图像为鱼眼摄像头摄录的待校正的图像。中心点标定模块2用于将鱼眼图像的中心点O0标定为校正后图像的中心点Oc。轮廓点标定模块3用于将鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点P0标定为校正后图像边界上的对应轮廓像素点Pc。在优选的实施例中，可以按照第一预设间隔在鱼眼图像轮廓上选取若干像素点作为指定的轮廓像素点P0；或者，按照第一预设间隔在校正后图像轮廓上选取若干像素点作为对应轮廓像素点Pc。连线点标定模块4用于将鱼眼图像中心点O0与其指定的轮廓像素点P0连线上指定的连线像素点Pi0标定至校正后图像的中心点Oc与该指定轮廓像素点P0的对应轮廓像素点Pc的连线上。在优选的实施例中，可以按照第二预设间隔在鱼眼图像中心点O0与其指定的轮廓像素点P0连线上选取若干像素点作为指定的连线像素点Pi0。当第一预设间隔和/或第二预设间隔较大时，为了标定鱼眼图像中更多的像素点，还可以进一步包括其它点标定模块5。其它点标定模块5用于基于指定轮廓像素点和指定连线像素点标定前后的位置标定其它像素点在校正后图像上的位置。在一种具体实施例中，其它点标定模块5可以采用现有的技术方案来求得其它像素点校正后的位置，譬如当指定轮廓像素点和指定连线像素点都标定完成后，便形成由指定轮廓像素点和指定连线像素点构成的标定校正后的经纬网格，而后利用这一经纬网格根据相邻的三个像素点求得相关像素点的位置。在本实施例中，请参考图2，轮廓点标定模块3可以进一步包括信号连接的第一方位角计算单元31和轮廓点查找单元32。在一种具体实施例中，第一方位角计算单元31用于确定鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点P0相对于鱼眼图像的中心点O0的第一方位角θ。轮廓点查找单元32用于在校正后图像的边界上查找与校正后图像的中心点Oc的方位角等于第一方位角θ的点，将该点作为指定轮廓像素点P0在校正后图像中的对应轮廓像素点Pc。在另一种具体实施例中，第一方位角计算单元31用于确定校正后图像的边界上对应轮廓像素点Pc相对于鱼眼图像的中心点Oc的第一方位角θ。轮廓点查找单元32用于在鱼眼图像边界上查找与鱼眼图像的中心点O0的方位角等于第一方位角θ的点，将该点作为对应轮廓像素点Pc在鱼眼图像的中的指定的轮廓像素点P0。在一种具体实施例中，请参考图3，连线点标定模块4可以进一步包括信号连接的第一距离计算单元41、第二距离计算单元42、第三距离计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，包括：鱼眼图像获取步骤，获取鱼眼摄像头摄录的鱼眼图像；中心点标定步骤，将鱼眼图像的中心点(O0)标定为校正后图像的中心点(Oc)；轮廓点标定步骤，将鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点(P0)标定为校正后图像边界上的对应轮廓像素点(Pc)；连线点标定步骤，将鱼眼图像中心点(O0)与其指定的轮廓像素点(P0)连线上指定的连线像素点(Pi0)标定至校正后图像的中心点(Oc)与该指定轮廓像素点(P0)的对应轮廓像素点(Pc)的连线上。

【技术特征摘要】
1.一种鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，包括：鱼眼图像获取步骤，获取鱼眼摄像头摄录的鱼眼图像；中心点标定步骤，将鱼眼图像的中心点O0标定为校正后图像的中心点Oc；轮廓点标定步骤，将鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点P0标定为校正后图像边界上的对应轮廓像素点Pc；连线点标定步骤，将鱼眼图像中心点O0与其指定的轮廓像素点P0连线上指定的连线像素点Pi0标定至校正后图像的中心点Oc与该指定轮廓像素点P0的对应轮廓像素点Pc的连线上；所述轮廓点标定步骤包括：确定鱼眼图像边界上指定的轮廓像素点P0相对于鱼眼图像的中心点O0的第一方位角；在校正后图像的边界上查找与校正后图像的中心点Oc的方位角等于第一方位角的点，将该点作为指定轮廓像素点P0在校正后图像中的对应轮廓像素点Pc；或者，确定校正后图像的边界上对应轮廓像素点Pc相对于校正后图像的中心点Oc的第一方位角；在鱼眼图像边界上查找与鱼眼图像的中心点O0的方位角等于第一方位角的点，将该点作为对应轮廓像素点Pc在鱼眼图像的中的指定的轮廓像素点P0。2.如权利要求1所述的畸变校正方法，其特征在于，所述指定的连线像素点Pi0为按照第二预设间隔在鱼眼图像中心点O0与其指定的轮廓像素点P0连线上选取的若干像素点。3.如权利要求2所述的畸变校正方法，其特征在于，连线点标定步骤包括：计算指定的轮廓像素点P0到鱼眼图像中心点O0的第一距离D0；计算该指定轮廓像素点P0的对应轮廓像素点Pc到校正后图像的中心点Oc的第二距离Dc；计算连线像素点Pi0到鱼眼图像中心点O0的第三距离根据鱼眼图像校正前后轮廓像素点到图像中心点的距离与同一连线上的连线像素点到图像中心点的距离等比变化和第一距离D0、第二距离Dc、第三距离计算第四距离在与该轮廓像素点的对应轮廓像素点和校正后图像的中心点确定的连线上，确定距校正后图像的中心点为第四距离的点，将该点作为连线像素点在校正后图像中的对应的像素点。4.如权利要求1-3任意一项所述的畸变校正方法，其特征在于，所述鱼眼图像的形状为圆形；所述校正后图像为矩形。5.一种鱼眼图像畸变校正装置，其特征在于，包括：鱼眼图像获取模块(1)，用于获取鱼眼摄像头摄录的鱼眼图像；中心点标定模块(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德健，陈天健，赵勇，钟华文，蔡锦霖，
申请(专利权)人：深圳市中瀛鑫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44