一种双相机透视畸变校正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双相机透视畸变校正方法及系统。所述校正方法包括：动态同步获取可见光图像以及红外光图像；根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点；利用标准网格板确定坐标变换矩阵；根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵；根据确定的可见光透视变换矩阵以及坐标变换矩阵确定红外光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵及红外光透视变换矩阵分别对所述可见光图像以及所述红外光图像进行畸变校正，确定校正后的可见光图像以及校正后的红外光图像。采用所述校正方法及系统能够校正双相机的透视畸变，提高图像测量精度。

A dual camera perspective distortion correction method and system

The invention discloses a dual camera perspective distortion correction method and a system. The correction method includes: acquiring the visible and infrared images dynamically and synchronously; identifying the cooperative target points according to the visible images and determining the distorted cooperative target points; determining the coordinate transformation matrix using the standard grid plate; determining the visible perspective transformation matrix according to the distorted cooperative target points; According to the determined visible light perspective transformation matrix and coordinate transformation matrix, the infrared light perspective transformation matrix is determined; according to the visible light perspective transformation matrix and the infrared light perspective transformation matrix, the visible light image and the infrared light image are corrected respectively, and the corrected visible light image and the corrected visible light image are determined. Infrared image. The correction method and system can correct the perspective distortion of dual cameras and improve the accuracy of image measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种双相机透视畸变校正方法及系统
本专利技术涉及图像处理领域，特别是涉及一种双相机透视畸变校正方法及系统。
技术介绍
激光照射性能监测系统是靶场鉴定、定型试验中的重要测试设备之一；该系统主要由激光照射器，移动靶车和成像系统组成。该系统原理是将激光照射器对着移动中的靶车目标进行照射，成像系统对靶车及激光光斑成像，通过图像处理技术计算出光斑到靶心的距离。在成像系统成像时，要求相机对物体进行跟踪拍摄。在拍摄过程中，相机跟随物体进行原地转动，由于拍摄角度是动态变化的，拍摄出的图像存在透视畸变。为了精确识别出激光光斑及靶心的空间位置，成像部分采用红外光、可见光两路相机，但是两路相机存在不同视场、不同分辨率、不共轴等客观问题。对图像进行透视畸变校正，传统的方法需要实时获得相机到靶板的参考距离，但是在该系统中无法获得；而红外光图像中为了对光斑进行清晰成像，背景会变得模糊，因此无法对红外光图像进行单独的透视畸变校正。在这些条件下，对两路相机进行透视畸变的校正是很困难的，需要一种针对性的方法来解决该困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双相机透视畸变校正方法及系统，以解决现有技术中无法对双相机的透视畸变进行校正的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种双相机透视畸变校正方法，包括：动态同步获取可见光图像以及红外光图像；所述可见光图像是由可见光相机对移动中的靶板进行采集的；所述红外光图像是由红外光相机对移动中靶板上的光斑进行采集的；根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点；所述合作目标点为靶板上标记的目标点；所述畸变后的合作目标点包括畸变的可见光合作目标点；利用标准网格板确定坐标变换矩阵；所述坐标变换矩阵用于将所述红外光图像上的像素点坐标变换到所述可见光图像上；根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵以及所述坐标变换矩阵确定红外光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵以及所述红外光透视变换矩阵分别对所述可见光图像以及所述红外光图像进行畸变校正，确定校正后的可见光图像以及校正后的红外光图像。可选的，所述根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点，具体包括：根据所述合作目标点确定感兴趣ROI区域，确定ROI图像；利用自适应阈值法对所述ROI图像进行二值化处理，确定二值化后的图像；根据所述二值化后的图像对所述ROI图像进行反色处理，确定目标区域；对所述目标区域内的像素点坐标进行加权计算，确定畸变后的合作目标点。可选的，所述利用标准网格板确定坐标变换矩阵，具体包括：利用所述可见光相机以及所述红外光相机分别对所述标准网格板进行静态采像，获取静态可见光图像以及静态红外光图像；获取所述静态可见光图像上的多个可见光特征点；在所述静态红外光图像上获取与所述可见光特征点同一位置的红外光特征点；根据所述可见光特征点以及所述红外光特征点确定坐标变换矩阵。可选的，所述根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵，具体包括：获取所述可见光相机的焦距、像元尺寸以及所述靶板正对于所述可见光相机之间的距离；根据所述焦距、像元尺寸以及所述距离确定理想的合作目标点；所述理想的合作目标点为无畸变的合作目标点；根据所述理想的合作目标点以及所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵。一种双相机透视畸变校正系统，包括：图像获取模块，用于动态同步获取可见光图像以及红外光图像；所述可见光图像是由可见光相机对移动中的靶板进行采集的；所述红外光图像是由红外光相机对移动中的靶板上的光斑进行采集的；畸变后的合作目标点确定模块，用于根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点；所述合作目标点为靶板上标记的目标点；所述畸变后的合作目标点包括畸变的可见光合作目标点；坐标变换矩阵确定模块，用于利用标准网格板确定坐标变换矩阵；所述坐标变换矩阵用于将所述红外光图像上的像素点坐标变换到所述可见光图像上；可见光透视变换矩阵确定模块，用于根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵；红外光透视变换矩阵确定模块，用于根据所述可见光透视变换矩阵以及所述坐标变换矩阵确定红外光透视变换矩阵；畸变校正模块，用于根据所述可见光透视变换矩阵以及所述红外光透视变换矩阵分别对所述可见光图像以及所述红外光图像进行畸变校正，确定校正后的可见光图像以及校正后的红外光图像。可选的，所述畸变后的合作目标点确定模块具体包括：ROI图像确定单元，用于根据所述合作目标点确定感兴趣ROI区域，确定ROI图像；二值化处理单元，用于利用自适应阈值法对所述ROI图像进行二值化处理，确定二值化后的图像；反色处理单元，根据所述二值化后的图像对所述ROI图像进行反色处理，确定目标区域；畸变后的合作目标点确定单元，用于对所述目标区域内的像素点坐标进行加权计算，确定畸变后的合作目标点。可选的，所述坐标变换矩阵确定模块具体包括：静态图像获取单元，用于利用所述可见光相机以及所述红外光相机分别对所述标准网格板进行静态采像，获取静态可见光图像以及静态红外光图像；可见光特征点获取单元，用于获取所述静态可见光图像上的多个可见光特征点；红外光特征点获取单元，用于在所述静态红外光图像上获取与所述可见光特征点同一位置的红外光特征点；坐标变换矩阵确定单元，用于根据所述可见光特征点以及所述红外光特征点确定坐标变换矩阵。可选的，所述可见光透视变换矩阵确定模块具体包括：参数获取单元，用于获取所述可见光相机的焦距、像元尺寸以及所述靶板正对于所述可见光相机之间的距离；理想的合作目标点确定单元，用于根据所述焦距、像元尺寸以及所述距离确定理想的合作目标点；所述理想的合作目标点为无畸变的合作目标点；可见光透视变换矩阵确定单元，用于根据所述理想的合作目标点以及所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供了一种双相机透视畸变校正方法及系统，通过将红外光图像的像素点坐标变换到可见光相机视场中，实现了对红外光图像的间接透视变换，无需实时获得相机到靶板的距离，从而实现了对动态目标的实时测量，且通过所确定的透视变换矩阵，对可见光图像以及红外光图像进行透视变换处理，确定校正后的可见光图像以及校正后的红外光图像，即：通过透视变换处理，确定无畸变的可见光图像以及红外光图像。且由于本专利技术无需实时获得相机到靶板的距离，而是通过确定可见光视场以及红外光视场之间的透视变换矩阵关系，能够降低对测量系统的光学系统的设计要求；还能够在测距要求的前提下确定精确的测量结果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的双相机成像测量设备结构示意图；图2为本专利技术所提供的双相机透视畸变校正方法流程图；图3为本专利技术所提供的同步采像方法流程图；图4为本专利技术所提供的可见光相机拍摄的可见光图像；图5为本专利技术所提供的经过透视畸变校正后的可见光图像；图6为本专利技术所提供的红外光相机拍摄的红外光图像；图7为本专利技术所提供的经过透视畸变校正后的红本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双相机透视畸变校正方法，其特征在于，包括：动态同步获取可见光图像以及红外光图像；所述可见光图像是由可见光相机对移动中的靶板进行采集的；所述红外光图像是由红外光相机对移动中靶板上的光斑进行采集的；根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点；所述合作目标点为靶板上标记的目标点；所述畸变后的合作目标点包括畸变的可见光合作目标点；利用标准网格板确定坐标变换矩阵；所述坐标变换矩阵用于将所述红外光图像上的像素点坐标变换到所述可见光图像上；根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵以及所述坐标变换矩阵确定红外光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵以及所述红外光透视变换矩阵分别对所述可见光图像以及所述红外光图像进行畸变校正，确定校正后的可见光图像以及校正后的红外光图像。

【技术特征摘要】
1.一种双相机透视畸变校正方法，其特征在于，包括：动态同步获取可见光图像以及红外光图像；所述可见光图像是由可见光相机对移动中的靶板进行采集的；所述红外光图像是由红外光相机对移动中靶板上的光斑进行采集的；根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点；所述合作目标点为靶板上标记的目标点；所述畸变后的合作目标点包括畸变的可见光合作目标点；利用标准网格板确定坐标变换矩阵；所述坐标变换矩阵用于将所述红外光图像上的像素点坐标变换到所述可见光图像上；根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵以及所述坐标变换矩阵确定红外光透视变换矩阵；根据所述可见光透视变换矩阵以及所述红外光透视变换矩阵分别对所述可见光图像以及所述红外光图像进行畸变校正，确定校正后的可见光图像以及校正后的红外光图像。2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述根据所述可见光图像识别合作目标点，确定畸变后的合作目标点，具体包括：根据所述合作目标点确定感兴趣ROI区域，确定ROI图像；利用自适应阈值法对所述ROI图像进行二值化处理，确定二值化后的图像；根据所述二值化后的图像对所述ROI图像进行反色处理，确定目标区域；对所述目标区域内的像素点坐标进行加权计算，确定畸变后的合作目标点。3.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述利用标准网格板确定坐标变换矩阵，具体包括：利用所述可见光相机以及所述红外光相机分别对所述标准网格板进行静态采像，获取静态可见光图像以及静态红外光图像；获取所述静态可见光图像上的多个可见光特征点；在所述静态红外光图像上获取与所述可见光特征点同一位置的红外光特征点；根据所述可见光特征点以及所述红外光特征点确定坐标变换矩阵。4.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，所述根据所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵，具体包括：获取所述可见光相机的焦距、像元尺寸以及所述靶板正对于所述可见光相机之间的距离；根据所述焦距、像元尺寸以及所述距离确定理想的合作目标点；所述理想的合作目标点为无畸变的合作目标点；根据所述理想的合作目标点以及所述畸变后的合作目标点确定可见光透视变换矩阵。5.一种双相机透视畸变校正系统，其特征在于，包括：图像获取模块，用于动态同步获取可见光图像以及红外光图像；所述可见光图像是由可见光相机对移动中的靶板进行采集的；所述红外光图像是由...

【专利技术属性】
技术研发人员：景文博，赵致远，俆向锴，王晓曼，刘智，邹欢欢，刘鹏，王春艳，赵海丽，姜会林，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22