基于FPGA的图像畸变矫正方法及电子后视镜技术

本发明专利技术的公开了基于FPGA的图像畸变矫正方法及电子后视镜。所述方法包括以下步骤：构建划分多个网格区域的标准棋盘网格图像；根据摄像头的透镜组参数和标准棋盘网格图像，生成放大畸变图像以及多个畸变网格区域；将放大畸变图像的中心区域作为基准区域，调整放大畸变图像的中心区域与标准棋盘网格图像的中心区域的长宽尺寸相等；按照对应网格区域顺序，按照原始图像放大倍数提取方法，计算放大畸变图像中各个畸变网格区域的放大比例，得到畸变网格区域的放大系数；根据畸变网格区域的放大系数，对畸变网格区域进行放大还原，得到矫正图像，实现对放大畸变图像的矫正。本发明专利技术克服电子后视镜图像畸变矫正的技术难点，实现对放大畸变图像的矫正。畸变图像的矫正。畸变图像的矫正。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的图像畸变矫正方法及电子后视镜


[0001]本专利技术涉及车载镜头光学设计领域，特别涉及基于FPGA的图像畸变矫正方法及电子后视镜。

技术介绍

[0002]电子后视镜是指通过摄像机和监视器组成的系统，在规定视野内看清车辆后方、侧方或前方视野的间接视野装置，电子后视镜(Camera
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Monitor System)，简称CMS。功能简单描述为摄像头捕捉汽车外部画面实时传输给安装在汽车内的显示屏，替代安装在汽车外部的传统物理视镜，同时也具有辅助驾驶特性，相比于传统后视镜，摄像头所囊括的视角可以更宽阔，特别适用于商用汽车，包括II类视镜和IV类视镜，可以实现实时画面的拼接显示，改善驾驶员的视觉存在的缺陷，在严苛环境中为驾驶者提供更佳的视野。但是，在现有技术中，车用电子后视镜设备及视野随动方法(2022117410493)，一种车载后视装置、方法、电子设备及存储介质(2022115042393)，一种智能AI电子后视镜(202211382424X)，汽车CMS电子外后视镜自动和自适应调节方法(2022116883112)，车辆盲区的检测方法、车辆、服务器和存储介质(2021109239501)，车辆电子后视镜的控制方法、装置及车辆(2022115040627)，一种车辆驾驶辅助系统(2022113467100)，车用电子后视系统(2021103925964)，显示方法、装置及电子后视镜系统(2022106892100)，基于FPGA的电子后视镜系统(2022109030172)，一种车辆电子后视镜工作状态检测系统及方法(2022106241773)，一种无线传输全景环视拼接技术(2022104014949)，一种乘用车电子后视镜系统及观测方法(2022105358309)，以上现有技术中，均存在图像矫正补偿难题，图像畸变会产生驾驶观察视野和图像清晰度等技术难题。现有技术中的商用汽车电子后视镜存在问题：均采用广角镜头用来扩大视野范围，但同时也会产生镜头畸变，可能使驾驶者对于后方车辆的距离、行驶速度等观察不清晰，影响驾驶员的驾驶决策。

技术实现思路

[0003]为克服电子后视镜图像畸变矫正的技术难点，针对上述存在的问题，本专利技术提出了基于FPGA的图像畸变矫正方法及电子后视镜。本专利技术提供了商用汽车电子后视镜的图像畸变矫正技术，实现用于商用汽车的电子后视镜的图像清晰，有利于驾驶员正常驾驶汽车。
[0004]本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0005]基于FPGA的图像畸变矫正方法，包括以下步骤：
[0006]S1、构建划分多个网格区域的标准棋盘网格图像；
[0007]S2、根据摄像头的透镜组参数和标准棋盘网格图像，生成放大畸变图像，以及多个畸变网格区域；
[0008]S3、将放大畸变图像的中心区域作为基准区域，调整放大畸变图像的中心区域与标准棋盘网格图像的中心区域的长宽尺寸相等；
[0009]S4、按照对应网格区域顺序，按照原始图像放大倍数提取方法，计算放大畸变图像
中各个畸变网格区域的放大比例，得到畸变网格区域的长宽数值，即畸变网格区域的放大系数；
[0010]S5、根据畸变网格区域的放大系数，对畸变网格区域进行放大还原，得到矫正图像，实现对放大畸变图像的矫正。
[0011]进一步地，步骤S1中，依据《GB 15084机动车辆间接视野装置性能和安装要求》，构建标准棋盘网格图像，标准棋盘网格图像中多个网格区域大小相等。
[0012]进一步地，步骤S2中，放大畸变图像中多个畸变网格区域，分别对应标准棋盘网格图像中的多个网格区域。
[0013]进一步地，步骤S4中，所述原始图像放大倍数提取方法具体为，测量矫正函数对比图上各个区域的长和宽的数值，然后分别得到测量矫正函数对比图中各个区域相比于标准棋盘网格图像各个区域的长
×
宽的放大比例系数。
[0014]进一步地，步骤S5中，采用图像畸变矫正程序模块，输入畸变网格区域的放大系数，对畸变网格区域进行放大还原，得到矫正图像，实现对放大畸变图像的矫正；
[0015]图像畸变矫正程序模块的操作具体如下：
[0016]程序初始化，在FPGA中利用Verlog编程语言，编写图像矫正程序，参照标准棋盘网格图像及分区域，依次读取各个区域的长
×
宽的放大比例系数，采用图像矫正补偿运算，通过各个区域的图像数据
×
放大比例系数，得到矫正图像数据并存储到对应的区域。
[0017]基于FPGA的图像畸变矫正电子后视镜，包括n个显示组、FPGA芯片、图像数据存储器、中央处理器以及Flash数据存储器；
[0018]每个显示组中均包括摄像头、串化器、解串器和显示屏；各个显示组中的摄像头和显示屏均不相同；
[0019]每个显示组中，摄像头、串化器和解串器顺次连接，摄像头采集图像信息，输入到串化器，最后进入解串器，串化器和解串器的作用是整合图像数据差分形式传输，视频接口转换为单对高速串行接口，保护数字视频数据，通过单个差分链路支持高速前向数据传输和低速反向信道通信的全双工，最后采集图像信息进入FPGA芯片进行权利要求1～5所述的基于FPGA的图像畸变矫正方法，处理完成的数据传出到串化器，进而进入解串器，并传送到对应的显示屏中；
[0020]中央处理器ECU控制系统工作，用于传输控制指令等信息，Flash数据存储器用于存储信息。
[0021]进一步地，FPGA芯片中设置有图像信息解码模块和图像畸变矫正程序模块；
[0022]根据从解串器接收的图像信息，采用MIPI CSI
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2接口数据的图像信息解码模块，转换成AXIS格式的图像数据，调用图像畸变矫正程序模块，在矫正图像映射区域读取图像数据，转换成MIPI CSI
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2接口数据格式，通过MIPI输出接口，传输到串化器。
[0023]进一步地，设置有CAN接口，用于与汽车总控连接。
[0024]进一步地，包括三个显示组；
[0025]第一显示组中的第一摄像头对应II类视镜的显示屏；
[0026]第二显示组中的第二摄像头对应IV类视镜的显示屏；
[0027]第三显示组中的第三摄像头对应VI类视镜的显示屏。
[0028]进一步地，第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头均采用四光学透镜结构，从物侧
到像侧依次为第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和图像传感器；其中，第一光学透镜的物侧为凸面，像侧为凹面；第二光学透镜的物侧为凹面，像侧为凸面；第三光学透镜的物侧为凸面，像侧为凹面；第四光学透镜的物侧为凹面，像侧为凸面。
[0029]相比于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0030](1)依据《GB 15084机动车辆间接视野装置性能和安装要求》，利用WPS
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office软件设计标准棋盘网格图像，其中，划分多个网格区域，将标准棋盘网格图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于FPGA的图像畸变矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建划分多个网格区域的标准棋盘网格图像；S2、根据摄像头的透镜组参数和标准棋盘网格图像，生成放大畸变图像，以及多个畸变网格区域；S3、将放大畸变图像的中心区域作为基准区域，调整放大畸变图像的中心区域与标准棋盘网格图像的中心区域的长宽尺寸相等；S4、按照对应网格区域顺序，按照原始图像放大倍数提取方法，计算放大畸变图像中各个畸变网格区域的放大比例，得到畸变网格区域的长宽数值，即畸变网格区域的放大系数；S5、根据畸变网格区域的放大系数，对畸变网格区域进行放大还原，得到矫正图像，实现对放大畸变图像的矫正。2.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像畸变矫正方法，其特征在于，步骤S1中，依据《GB 15084机动车辆间接视野装置性能和安装要求》，构建标准棋盘网格图像，标准棋盘网格图像中多个网格区域大小相等。3.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像畸变矫正方法，其特征在于，步骤S2中，放大畸变图像中多个畸变网格区域，分别对应标准棋盘网格图像中的多个网格区域。4.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像畸变矫正方法，其特征在于，步骤S4中，所述原始图像放大倍数提取方法具体为，测量矫正函数对比图上各个区域的长和宽的数值，然后分别得到测量矫正函数对比图中各个区域相比于标准棋盘网格图像各个区域的长
×
宽的放大比例系数。5.根据权利要求1所述的基于FPGA的图像畸变矫正方法，其特征在于，步骤S5中，采用图像畸变矫正程序模块，输入畸变网格区域的放大系数，对畸变网格区域进行放大还原，得到矫正图像，实现对放大畸变图像的矫正；图像畸变矫正程序模块的操作具体如下：程序初始化，在FPGA中利用Verlog编程语言，编写图像矫正程序，参照标准棋盘网格图像及分区域，依次读取各个区域的长
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宽的放大比例系数，采用图像矫正补偿运算，通过各个区域的图像数据
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放大比例系数，得到矫正图像数据并存储到对应的区域。6.基于FPGA的图像畸变矫正电子后视镜，其特征在于，包括n个显示组、FPGA...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志友，邓蚁，张业湘，陈春阳，许东梅，谢长鑫，黄翔，
申请(专利权)人：佛山市三目智能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：