本发明专利技术公开了一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法、装置和系统，该校正方法包括：所述鱼眼图像一坐标点的光线沿第一方向进入第一球冠面；所述光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的半径方向投射在承接面上；根据所述发光点在所述承接面上的投影点的坐标计算发光点的坐标。本发明专利技术实施例提供的基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法、装置和系统仅使用四则运算和开方运算，图像校正的运算量较少，校正速度快，便于用硬件实现，而且能实现较好的校正效果。在实际应用中，还可以采用不同的承接面来适应各种应用场合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种数字图像处理的
，具体涉及一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法、装置及系统。
技术介绍
鱼眼镜头因其短焦距超广角的特性，能够获得垂直视场180°、水平视场360°的图像，在安防监视、智能交通、医学临床、移动机器人自主导航、辅助驾驶、以及全景电影等各个领域有很大的应用前景。然而，鱼眼镜头的超大视场特性，是以其获取的图像的桶形畸变作为代价的，因此需要对鱼眼图像进行校正。目前的鱼眼图像校正方法中，校正效果好的方法的比较复杂，方法较为简单的校正效果较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法、装置和系统，旨在解决现有鱼眼图像校正过程中计算量较大的技术缺陷。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，包括如下步骤：所述鱼眼图像一坐标点的光线沿第一方向进入第一球冠面，其中，所述第一方向与所述第一球冠面的顶点、第二球冠面的顶点之间的连线平行，所述鱼眼图像设于投影面内，所述投影面与所述第一球冠面的底面平行并且经过所述第一球冠面的球心；所述光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的半径方向投射在承接面，其中，所述第一入射角为所述光线与所述第二球冠面的球心以及所述第二球冠面的顶点连线之间夹角的一半；根据所述发光点在所述承接面的投影点的坐标计算所述发光点的坐标。优选地，还包括：遍历所述发光点在所述承接面的投影点的坐标，计算所述鱼眼图像的坐标点的坐标；根据所述鱼眼图像的坐标获得所述鱼眼图像的校正图像。优选地，还包括：根据所述鱼眼图像的坐标点的像素值设置该坐标点对应的投影点的像素值。优选地，所述第一球冠面与所述第二球冠面共轴，并且所述第二球冠面的半径为R，所述第一球冠面的半径为所述第一球冠面的高为所述第一球冠面的顶点到所述第二球冠面的顶点之间的距离为一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统，包括第一球冠面、与所述第一球冠面共轴的第二球冠面和投影面。其中，所述鱼眼图像设于所述投影面内，所述投影面与所述第一球冠面的底面平行并且经过所述第一球冠面的球心；光线沿第一方向在第一球冠面折射后，沿所述第一球冠面的半径方向出射，其中，所述第一方向与所述第一球冠面的顶点、第二球冠面的顶点之间的连线平行。光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的半径方向投射在承接面，其中，所述第一入射角为所述光线与所述第二球冠面的球心以及所述第二球冠面的顶点连线之间夹角的一半。优选地，所述第一球冠面与所述第二球冠面共轴，并且所述第二球冠面的半径为R，所述第一球冠面的半径为所述第一球冠面的高为所述第一球冠面的顶点到所述第二球冠面的顶点之间的距离为优选地，还包括若干承接面，至少一所述承接面与所述第一球冠面相切。优选地，包括5个与所述第二球冠面相切的承接面，所述承接面形成一敞口的长方体，其中底面的承接面与投影面平行，且底面的边长为所述投影面内的鱼眼图像的边长的两倍，侧面的不与中底面面相接的边的长度为底面边长的一半。一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正装置，包括：第一折射单元，用于将所述鱼眼图像一坐标点的光线沿第一方向进入第一球冠面，其中，所述第一方向与所述第一球冠面的顶点、第二球冠面的顶点之间的连线平行，所述鱼眼图像设于投影面内，所述投影面与所述第一球冠面的底面平行并且经过所述第一球冠面的球心；第二折射单元，用于将所述光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的半径方向投射在承接面，其中，所述第一入射角为所述光线与所述第二球冠面的球心以及所述第二球冠面的顶点连线之间夹角的一半；计算单元，用于根据所述发光点在所述承接面的投影点的坐标计算所述发光点的坐标。优选地，还包括：遍历单元，遍历所述发光点在所述承接面的投影点的坐标，计算所述鱼眼图像的坐标点的坐标；成像单元，用于根据所述鱼眼图像的坐标获得所述鱼眼图像的校正图像。相较于现有技术，本专利技术实施例提供的基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法、装置和系统仅使用四则运算和开方运算，图像校正的运算量较少，校正速度快，便于用硬件实现，而且能实现较好的校正效果。在实际应用中，还可以采用不同的承接面来适应各种应用场合。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统一实施方式的结构示意图；图2是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统一实施方式中显示屏的放置位置示意图；图3是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统一实施方式中第一球冠面、第二球冠面和投影面的结构示意图；图4是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法一实施方式的流程图；图5是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正装置一实施方式的结构示意图。图中：10：摄像头；20：处理器；21：存储模块；22：校正模块；23：显示控制模块；30：显示器组；31：显示屏；40：第一球冠面；50：第二球冠面；51：第一折射单元；52：第二折射单元；53：成像单元；54：计算单元；55：遍历单元。具体实施方式本专利技术实施例提供的基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法、装置和系统经两次折射后投射在投影面上，通过遍历发光点在承接面的投影点的坐标，计算鱼眼图像的坐标点的坐标，从而可以获得校正后的鱼眼图像。参见图1，图1是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统一实施方式的结构示意图。在图1示出的实施方式中，该鱼眼图像校正系统包括摄像头10、存储模块21、校正模块22和视频显示模块。其中，在一些实施方式中，存储模块21、校正模块22和视频显示模块中的显示控制模块23在同一处理器20中实现，该处理器20可以是现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)。此外，本申请中所述的“图像”可以是静态的图
像，也可以是从视频流中截取的图像。摄像头10用于获取原始的鱼眼图像。存储模块21用于存储当前帧的鱼眼图像。校正模块22用于采用基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，对鱼眼图像进行校正。视频显示模块用于显示校正后的鱼眼图像。在一些实施方式中，视频显示模块包括显示器组30和FPGA中的显示控制模块23，其中显示器组30包括5个显示屏31，如图2所示放置，显示屏31一侧均向内，用于显示校正后的图像视频，显示控制模块23用于将鱼眼图像的像素值分别输出到校正图像的对应坐标点上。显示屏31可以设置为显示承接面上接受到的校正后的鱼眼图像，承接面将在后续校正方法部分进行进一步详细描述。校正模块22获取存储模块21中存储的鱼眼图像后，通过一鱼眼图像校正模型进行校正。该鱼眼图像校正模型包括投影面，以及共轴的第一球冠面40、第二球冠面50。其中，该鱼眼图像校正模型可以是现实的，也可以是虚拟的，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的器件实现该鱼眼图像矫正系统。参见图3，图3是本专利技术所述于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统一实施方式中第一球冠面40、第二球冠面50和投影面的结构示意图。在图3示出的实施方式中，第一球冠面40本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，其特征在于，包括如下步骤：所述鱼眼图像一坐标点的光线沿第一方向进入第一球冠面，其中，所述第一方向与所述第一球冠面的顶点、第二球冠面的顶点之间的连线平行，所述鱼眼图像设于投影面内，所述投影面与所述第一球冠面的底面平行并且经过所述第一球冠面的球心；所述光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的半径方向投射在承接面，其中，所述第一入射角为所述光线与所述第二球冠面的球心以及所述第二球冠面的顶点连线之间夹角的一半；根据所述发光点在所述承接面的投影点的坐标计算所述发光点的坐标。
【技术特征摘要】
1.一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，其特征在于，包括如下步骤：所述鱼眼图像一坐标点的光线沿第一方向进入第一球冠面，其中，所述第一方向与所述第一球冠面的顶点、第二球冠面的顶点之间的连线平行，所述鱼眼图像设于投影面内，所述投影面与所述第一球冠面的底面平行并且经过所述第一球冠面的球心；所述光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的半径方向投射在承接面，其中，所述第一入射角为所述光线与所述第二球冠面的球心以及所述第二球冠面的顶点连线之间夹角的一半；根据所述发光点在所述承接面的投影点的坐标计算所述发光点的坐标。2.如权利要求1所述的基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，其特征在于，还包括：遍历所述发光点在所述承接面的投影点的坐标，计算所述鱼眼图像的坐标点的坐标；根据所述鱼眼图像的坐标获得所述鱼眼图像的校正图像。3.如权利要求2所述的基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，其特征在于，还包括：根据所述鱼眼图像的坐标点的像素值设置该坐标点对应的投影点的像素值。4.如权利要求1所述的基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正方法，其特征在于，所述第一球冠面与所述第二球冠面共轴，并且所述第二球冠面的半径为R，所述第一球冠面的半径为所述第一球冠面的高为所述第一球冠面的顶点到所述第二球冠面的顶点之间的距离为5.一种基于二次折射投影模型的鱼眼图像校正系统，其特征在于，包括第一球冠面、与所述第一球冠面共轴的第二球冠面和投影面，其中，所述鱼眼图像设于所述投影面内，所述投影面与所述第一球冠面的底面平行并且经过所述第一球冠面的球心；光线沿第一方向在第一球冠面折射后，沿所述第一球冠面的半径方向出射，其中，所述第一方向与所述第一球冠面的顶点、第二球冠面的顶点之间的连线平行；光线在所述第一球冠面折射后沿第一入射角进入第二球冠面，经所述第二球冠面折射后沿所述第二球冠面的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈弟虎，曹杨宇，粟涛，衣杨，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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