鱼眼图像校正方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种鱼眼图像校正方法及装置，该方法包括：获取鱼眼图像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ，根据预设的鱼眼镜头参数表，确定与多个所述夹角θ分别对应的距离r和距离θd，获取多组θ、r、θd，根据该多组θ、r、θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数；根据所述校正参数以及预设的转换公式，建立各像素点的校正成像点与鱼眼成像点的对应关系，根据此对应关系，获取鱼眼成像点的像素值，将该像素值赋予校正成像点，从而得到校正图像。该方法仅利用鱼眼镜头参数表、鱼眼镜头成像模型公式以及转换公式进行计算，实现方法非常简单，同时能够保证鱼眼图像校正的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理技术，尤其涉及一种鱼眼图像校正方法及装置。
技术介绍
鱼眼镜头作为一种超广角镜头，其视角可以达到或超过180°，即可拍摄的范围非常大，因此在视频监控、虚拟现实、三维建模、视觉导航领域有广泛的应用。具体地，鱼眼镜头将半球形物面成像为平面，因此所拍摄的图像严重畸变，使得人的视觉上感受不自然，因此需要将鱼眼镜头所拍摄的畸变图像校正为人的视觉可以接受的透视投影图像。现有技术中进行鱼眼图像校正的方法中，包括鱼眼成像面投影模型、二维图像畸变校正、三维图像畸变校正三类。其中较为常用的三维图像畸变校正方法，是基于球面坐标定位法实现的。但是，采用现有技术的校正方法，基于球面坐标需要采用多项式坐标变换和极半径映射，其计算复杂且精度低，导致鱼眼图像校正的效率和准确率不高。
技术实现思路
本专利技术提供一种鱼眼图像校正方法及装置，用于解决现有技术中计算复杂且精度低导致鱼眼图像校正的效率和准确率不高的问题。本专利技术第一方面提供一种鱼眼图像校正方法，包括：获取鱼眼图像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ；根据预设的鱼眼镜头参数表，确定与多个所述夹角θ分别对应的距离r和距离θd，获取多组θ、r、θd，其中，所述鱼眼镜头参数表包括：θ、r、θd之间的映射关系，所述距离r为所述像素点在鱼眼图像平面坐标系中的校正成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离，所述距离θd为所述像素点在>鱼眼图像平面坐标系中的鱼眼成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离；根据所述多组θ、r、θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数；根据所述校正参数以及预设的转换公式，建立各所述像素点的校正成像点与鱼眼成像点的对应关系；根据所述对应关系，获取所述鱼眼成像点的像素值，将所述像素值赋予所述校正成像点，得到校正图像。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述多组θ、r、θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数，包括：根据所述多组θ、r以及预设的第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，得到第一校正参数f；根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，得到第二校正参数k0、k1、k2、k3、k4。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述多组θ、r以及预设的第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，得到第一校正参数f，包括：根据第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，分别计算每组θ、r对应的初始第一校正参数，得到多个初始第一校正参数；对所述多个初始第一校正参数进行拟合，得到所述第一校正参数f。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，得到第二校正参数k0、k1、k2、k3、k4，包括：根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，建立至少一个方程组；分别计算每个所述方程组，得到多个初始第二校正参数；对所述多个初始第二校正参数进行拟合，得到所述第二校正参数k0、k1、k2、k3、k4。结合第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述获取鱼眼图像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ之前，还包括：将所述鱼眼图像进行椭圆拟合，获取椭圆形鱼眼图像，再将所述椭圆形鱼眼图像转化为圆形鱼眼图像，并且得到圆形鱼眼图像的中心点，将所述中心点作为所述鱼眼镜头坐标系的原点，根据所述鱼眼镜头坐标系的原点确定所述鱼眼镜头坐标系；根据所述中心点以及鱼眼镜头的焦距，确定所述鱼眼图像平面坐标系的原点，并根据所述鱼眼图像平面坐标系的原点确定所述鱼眼图像平面坐标系。结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述根据所述对应关系，获取所述鱼眼成像点的像素值，将所述像素值赋予所述校正成像点，得到校正图像，包括：根据所述对应关系，采用双线性插值处理，从所述鱼眼成像点获取像素值，将所述像素值赋予所述校正成像点，得到校正图像。本专利技术第二方面提供一种鱼眼图像校正装置，包括：第一获取模块，用于获取鱼眼图像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ；确定模块，用于根据预设的鱼眼镜头参数表，确定与多个所述夹角θ分别对应的距离r和距离θd，获取多组θ、r、θd，其中，所述鱼眼镜头参数表包括：θ、r、θd之间的映射关系，所述距离r为所述像素点在鱼眼图像平面坐标系中的校正成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离、所述距离θd为所述像素点在鱼眼图像平面坐标系中的鱼眼成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离；第二获取模块，用于根据所述多组θ、r、θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数；建立模块，用于根据所述校正参数以及预设的转换公式，建立各所述像素点的校正成像点与鱼眼成像点的对应关系；生成模块，用于根据所述对应关系，获取所述鱼眼成像点的像素值，将所述像素值赋予所述校正成像点，得到校正图像。结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述第二获取模块包括：第一校正单元，用于根据所述多组θ、r以及预设的第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，得到第一校正参数f；第二校正单元，用于根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，得到第二校正参数k0、k1、k2、k3、k4。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述第一校正单元，具体用于：根据第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，分别计算每组θ、r对应的初始第一校正参数，得到多个初始第一校正参数；对所述多个初始第一校正参数进行拟合，得到所述第一校正参数f。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述第二校正单元，具体用于：根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，建立至少一个方程组；分别计算每个所述方程组，得到多个初始第二校正参数；对所述多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鱼眼图像校正方法，其特征在于，包括：获取鱼眼图像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ；根据预设的鱼眼镜头参数表，确定与多个所述夹角θ分别对应的距离r和距离θd，获取多组θ、r、θd，其中，所述鱼眼镜头参数表包括：θ、r、θd之间的映射关系，所述距离r为所述像素点在鱼眼图像平面坐标系中的校正成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离，所述距离θd为所述像素点在鱼眼图像平面坐标系中的鱼眼成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离；根据所述多组θ、r、θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数；根据所述校正参数以及预设的转换公式，建立各所述像素点的校正成像点与鱼眼成像点的对应关系；根据所述对应关系，获取所述鱼眼成像点的像素值，将所述像素值赋予所述校正成像点，得到校正图像。

【技术特征摘要】
1.一种鱼眼图像校正方法，其特征在于，包括：
获取鱼眼图像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ；
根据预设的鱼眼镜头参数表，确定与多个所述夹角θ分别对应的距离r
和距离θd，获取多组θ、r、θd，其中，所述鱼眼镜头参数表包括：θ、r、θd之
间的映射关系，所述距离r为所述像素点在鱼眼图像平面坐标系中的校正成
像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距离，所述距离θd为所述像素点在
鱼眼图像平面坐标系中的鱼眼成像点到所述鱼眼图像平面坐标系中原点的距
离；
根据所述多组θ、r、θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数；
根据所述校正参数以及预设的转换公式，建立各所述像素点的校正成像
点与鱼眼成像点的对应关系；
根据所述对应关系，获取所述鱼眼成像点的像素值，将所述像素值赋予
所述校正成像点，得到校正图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多组θ、r、
θd以及预设的鱼眼镜头成像模型公式获取校正参数，包括：
根据所述多组θ、r以及预设的第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，得
到第一校正参数f；
根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式
θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，得到第二校正参数k0、k1、k2、k3、k4。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多组θ、r
以及预设的第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，得到第一校正参数f，包
括：
根据第一鱼眼镜头成像模型公式r＝ftan(θ)，分别计算每组θ、r对应的初
始第一校正参数，得到多个初始第一校正参数；
对所述多个初始第一校正参数进行拟合，得到所述第一校正参数f。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多组θ、θd以
及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式θd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，得到第
二校正参数k0、k1、k2、k3、k4，包括：
根据所述多组θ、θd以及预设的第二鱼眼镜头成像模型公式

\tθd＝k0θ(1+k1θ2+k2θ4+k3θ6+k4θ8)，建立至少一个方程组；
分别计算每个所述方程组，得到多个初始第二校正参数；
对所述多个初始第二校正参数进行拟合，得到所述第二校正参数k0、k1、
k2、k3、k4。
5.根据权利要求2-4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取鱼眼图
像中多个像素点在鱼眼镜头坐标系中与中心轴的夹角θ之前，还包括：
将所述鱼眼图像进行椭圆拟合，获取椭圆形鱼眼图像，再将所述椭圆形
鱼眼图像转化为圆形鱼眼图像，并且得到圆形鱼眼图像的中心点，将所述中
心点作为所述鱼眼镜头坐标系的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江水郎，郑新芬，湛春欢，周学渊，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31