一种用于畸变矫正中心点定位的方法技术

本发明专利技术公开的是一种用于畸变矫正中心点定位的方法，包括依次通信连接的图像输入模块、检测信息提取模块、畸变中心计算模块，图像输入模块通过畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容，畸变图像内容包括定位信息量，定位信息量为包含至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息的任一平面，平面与畸变镜头成像面呈一定角度，检测信息提取模块对畸变图像内容中的定位信息量进行提取，并将定位信息量传输到畸变中心计算模块，畸变中心计算模块对接收到的定位信息量进行计算转换获得约束值，并优化获得最佳畸变中心，本发明专利技术边界光晕现象容错度高，定位场景和光照限定少，适应范围更大，计算过程简单，定位精确。

A Method for Locating the Center Point of Distortion Correction

The invention discloses a method for locating a distortion correction center point, which includes an image input module, a detection information extraction module and a distortion center calculation module connected in turn by communication. The image input module obtains distortion image content containing detection information through a distortion lens. The distortion image content includes location information content, and the location information content contains at least two parallel lines or a distortion center calculation module. The detection information extraction module extracts the location information from the distorted image content, and transmits the location information to the distortion center calculation module. The distortion center calculation module calculates and converts the received location information to obtain the constraints, and optimizes the result. The invention has the advantages of high fault tolerance of boundary halo phenomenon, less localization scene and illumination limitation, wider adaptability range, simple calculation process and accurate localization.

【技术实现步骤摘要】
一种用于畸变矫正中心点定位的方法
本专利技术涉及一种中心点定位的方法，更具体一点说，涉及一种用于畸变矫正中心点定位的方法。
技术介绍
广角镜头或鱼眼镜头等大视角成像设备在提供宽阔成像范围的同时，都或多或少的伴随着非线性畸变，且一般视角越大畸变程度越大。一般来说，镜头畸变主要可以分为关于畸变中心的径向量和切向量两种。而无论怎么设计畸变矫正算法，例如常见的透视投影变换矫正，球形矫正，椭圆矫正或者多项式模型矫正，找到畸变中心都是其最基础又最关键的一步。由于镜头与成像传感器之间的安装偏差，镜头畸变中心与传感器中心一般不在同一位置。目前常见的畸变中心定位方法可概括为轮廓检测法、摄像机参数标定法两大类。更进一步说，轮廓检测法又常见于标定检测和扫描线检测及圆拟合等三类，其核心思想均为识别图像有效成像区，其主要通过有效区域轮廓而进一步得到相应畸变中心，显然，该方法只适用于传感器成像面大于镜头成像面，图像存在无效边界，且大多数轮廓为规则形状的情况，基本适用于鱼眼镜头。例如，专利文献CN103679166A公开在全白场景下对鱼眼镜头成像，通过识别全白有效区域来获取镜头畸变中心即全白成像区中心；专利文献CN106910173A提出的扫描线检测轮廓提取方法，通过行、列扫描像素灰度，得到有效区最上行，最下行，最左列和最右列，然后得到畸变中心，该类方法在图像边界暗区或者镜头外光晕等情况下误差较大；而专利文献CN107633489A则是利用检测到的图像边界点进行圆拟合得到畸变中心。而摄像机参数标定法常见单目标定或多目标定，通过标定过程获得相机的内外参，此类方法通常标定过程要求复杂且计算量较大，不利于实际实现。
技术实现思路
为了解决上述现有技术问题，本专利技术针对畸变图像进行畸变中心定位，通过平面平行线信息提出约束函数，得到最佳中心，其具有精确度高，对定位场景和光照限定少，适应范围大等技术特点。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于畸变矫正中心点定位的方法，包括依次通信连接的图像输入模块、检测信息提取模块、畸变中心计算模块，其中，所述图像输入模块通过畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容，所述畸变图像内容包括定位信息量，所述定位信息量为包含有至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息的任一平面，所述平面与畸变镜头成像面呈一定角度，所述检测信息提取模块对畸变图像内容中的定位信息量进行提取，并将定位信息量传输到畸变中心计算模块，所述畸变中心计算模块对接收到的定位信息量进行计算转换获得约束值，并优化获得最佳畸变中心。作为一种改进，所述畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容的成像采集场景包括特殊标定场景、正常场景，所述畸变镜头包括鱼眼镜头、广角镜头。作为一种改进，所述定位点信息量包括常见标定图像、特殊标定图像以及正常场景中可提取的在同一平面的平行线或代表平行线的定位点信息，所述常见标定图像包括棋盘格图像。作为一种改进，所述畸变镜头通信连接有摄像机传感器，至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息分布于摄像机传感器的中心两侧。作为一种改进，所述检测信息提取模块包括自动检测子模块、用户交互子模块，所述自动检测子模块包括自动直线检测单元、自动角点检测单元，所述自动直线检测单元包括直线提取子单元、平行判定子单元、平行线筛选子单元，基于畸变镜头的非线性畸变特性所述直线提取子单元对曲线或曲弧检测，并输出曲线或曲弧信息，所述平行判定子单元对摄像机畸变模型进行平行线特性检测获得平行线判定基准，基于平行线判定基准所述平行线筛选子单元对直线提取子单元输出的曲线或曲弧信息进行平行对筛选。作为一种改进，所述曲线检测包括基于Randon变换的曲线检测和基于Hough变换的曲线检测，所述平行线判定基准包括共圆形圆弧。作为一种改进，所述自动角点检测单元包括角点提取子单元、平行线定位点判定子单元、平行线定位点筛选子单元，所述角点提取子单元用于角点提取检测，并输出角点信息，所述平行线定位点判定子单元对摄像机畸变模型进行平行线定位点特性检测获得平行定位点判定判定基准，基于平行定位点判定判定基准所述平行线定位点筛选子单元对角点提取子单元输出的角点信息进行平行线定位点筛选，所述角点提取检测包括Harris检测。作为一种改进，所述用户交互模块用于用户对畸变图像进行平行线对选定或平行线定位信息手动选定。作为一种改进，所述畸变中心计算模块包括畸变矫正子模块、约束计算子模块和寻优子模块，所述畸变矫正子模块对定位信息量进行畸变矫正并输出畸变信息送入约束计算子模块，所述约束计算模块利用平行线对的畸变信息量进行交点拟合，并以相互交点距离最小建立优化函数，并将优化函数模型送入寻优单元进行最小二乘法拟合，或将优化函数模型送入寻优单元进行Levenberg-Marquardt拟合定参。作为一种改进，所述畸变矫正子模块为多项式矫正单元、镜头成像模型矫正单元、镜头参数直接矫正单元中的任一种单元。有益效果：相比于常见的轮廓检测确定畸变中心的方法，本专利技术可用于广角畸变，对镜头制造过程中的边界光晕现象容错度高，对定位场景和光照限定少，适应范围更大；相比于摄像机标定内参确定畸变中心的方法，计算过程简单，作为畸变矫正算法预处理模块开销合理，定位信息量和约束函数不仅在普通畸变矫正场合定位精确，在对于某些要将矫正结果进行透视变换以实现视角切换的场景，结果精确度也明显优于其它只单单考虑畸变特性的方法。附图说明图1是本专利技术整体工作原理流程图。图2是本专利技术自动直线检测工作原理流程图。图3是本专利技术自动角点检测工作原理流程图。图4是本专利技术畸变中心计算模块工作原理流程图。图5是本专利技术实施例2中车载标定布及其对应定位信息示意图。具体实施方式以下结合说明书附图，对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于以下实施例。实施例1如图1-5所示为一种用于畸变矫正中心点定位的方法的具体实施例，该实施例一种用于畸变矫正中心点定位的方法，包括依次通信连接的图像输入模块、检测信息提取模块、畸变中心计算模块，图像输入模块通过畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容，畸变图像内容包括定位信息量，该定位信息量包含至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息的任一平面，平面与畸变镜头成像面呈一定角度，检测信息提取模块对畸变图像内容中的定位信息量进行提取，并将定位信息量传输到畸变中心计算模块，畸变中心计算模块对接收到的定位信息量进行计算转换获得约束值，并优化获得最佳畸变中心；作为一种改进的实施例，畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容的成像采集场景包括特殊标定场景、正常场景，特殊标定场景如棋盘格标定板、车载标定布，正常场景如室外高楼场景(与高楼成一定角度拍摄，则定位信息可以直接提取高楼墙体平行线或角点等)、室内常见包含规则家具(如衣柜等)，可直接提取其垂直边界等作为定位信息，畸变镜头包括鱼眼镜头、广角镜头等。作为一种改进的实施例，定位点信息量包括常见标定图像、特殊标定图像以及正常场景中可提取的在同一平面的平行线或代表平行线的定位点信息，其中，常见标定图像包括棋盘格图像。作为一种改进的实施例，畸变镜头通信连接有摄像机传感器，定位点信息量中的至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息分布于摄像机传感器的中心两侧，定位点信息分布在成像场景本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于畸变矫正中心点定位的方法，其特征在于：包括依次通信连接的图像输入模块、检测信息提取模块、畸变中心计算模块，其中，所述图像输入模块通过畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容，所述畸变图像内容包括定位信息量，所述定位信息量包括至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息的任一平面，所述平面与畸变镜头成像面呈一定角度，所述检测信息提取模块对畸变图像内容中的定位信息量进行提取，并将定位信息量传输到畸变中心计算模块，所述畸变中心计算模块对接收到的定位信息量进行计算转换获得约束值，并优化获得最佳畸变中心。

【技术特征摘要】
1.一种用于畸变矫正中心点定位的方法，其特征在于：包括依次通信连接的图像输入模块、检测信息提取模块、畸变中心计算模块，其中，所述图像输入模块通过畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容，所述畸变图像内容包括定位信息量，所述定位信息量包括至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息的任一平面，所述平面与畸变镜头成像面呈一定角度，所述检测信息提取模块对畸变图像内容中的定位信息量进行提取，并将定位信息量传输到畸变中心计算模块，所述畸变中心计算模块对接收到的定位信息量进行计算转换获得约束值，并优化获得最佳畸变中心。2.根据权利要求1所述的一种用于畸变矫正中心点定位的方法，其特征在于：所述畸变镜头获取含有检测信息的畸变图像内容的成像采集场景包括特殊标定场景、正常场景，所述畸变镜头包括鱼眼镜头、广角镜头。3.根据权利要求1或2所述的一种用于畸变矫正中心点定位的方法，其特征在于：所述定位点信息量包括常见标定图像、特殊标定图像以及正常场景中可提取的在同一平面的平行线或代表平行线的定位点信息，所述常见标定图像包括棋盘格图像。4.根据权利要求1所述的一种用于畸变矫正中心点定位的方法，其特征在于：所述畸变镜头通信连接有摄像机传感器，至少两条平行线或可代表两条平行线的定位点信息分布于摄像机传感器的中心两侧。5.根据权利要求1所述的一种用于畸变矫正中心点定位的方法，其特征在于：所述检测信息提取模块包括自动检测子模块、用户交互子模块，所述自动检测子模块包括自动直线检测单元、自动角点检测单元，所述自动直线检测单元包括直线提取子单元、平行判定子单元、平行线筛选子单元，基于畸变镜头的非线性畸变特性所述直线提取子单元对曲线或曲弧检测，并输出曲线或曲弧信息，所述平行判定子单元对摄像机畸变模型进行平行线特...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓亚，
申请(专利权)人：杭州雄迈集成电路技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33