鱼眼镜头的标定方法及设备技术

本申请的目的是提供一种鱼眼镜头的标定方法及设备，本申请通过获取等距鱼眼镜头下的鱼眼图像，然后计算并确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，接着根据确定的所述径向亮度梯度图得出所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径；然后将所述有效区域边缘的圆心和半径结合所述等距鱼眼镜头下的视场角来对所述鱼眼图像进行畸变矫正，并将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面上，实现了对所述等距鱼眼镜头下的所述鱼眼图像的畸变矫正过程，并提高了对所述鱼眼图像进行畸变矫正的准确度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种鱼眼镜头的标定方法及设备。
技术介绍
鱼眼镜头下得到的鱼眼图像存在一定的畸变现象，不能直接使用该鱼眼图像来进行图像处理，故需要对鱼眼图像先进行畸变矫正，然而鱼眼图像对应的畸变矫正参数会直接影响到畸变矫正的效果。现有技术中，采用传统的镜头手动标定方法，需要经过训练的专业人员在特定的房间内进行鱼眼图像的采集，或使用平板棋盘放在特定的位置来采集鱼眼图像，然后将鱼眼图像和房间或平板棋盘的位置参数输入特定的计算机软件中，计算得到畸变矫正参数。由于传统的镜头手动标定方法需要专业人员在平板棋盘或特定的环境下进行鱼眼图像的畸变矫正参数的计算，导致实施难度大。而通过鱼眼图像中直线检测的方法虽然能够自动计算得到畸变矫正参数，但使用该方法得到的结果误差较大。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种鱼眼镜头的标定方法及设备，以解决采用传统的镜头手动标定方法导致实施难度大、采用直线检测自动标定法导致畸变矫正误差大的问题。根据本申请的一个方面，提供了一种鱼眼镜头的标定方法，该方法包括：获取等距鱼眼镜头下的鱼眼图像；确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图；根据所述径向亮度梯度图，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径；基于所述有效区域边缘的圆心和半径及所述等距鱼眼镜头的视场角，将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面。进一步地，所述确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，包括：将所述鱼眼图像转化为亮度图，以确定对应的径向亮度梯度图。进一步地，所述确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，包括：对所述鱼眼图像进行降采样，以确定降采样后的鱼眼图像；确定所述降采样后的鱼眼图像对应的径向亮度梯度图。进一步地，所述降采样后的鱼眼图像分辨率为500-1000像素。进一步地，所述确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，包括：计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值；根据所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图。进一步地，所述计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，包括：获取所述鱼眼图像的像素点的坐标及其对应的亮度值；基于预置的相邻点获取规则，从所述像素点的径向方向的两侧分别获取相邻像素点的坐标及其对应的亮度值；基于所述相邻像素点的坐标及其对应的亮度值，确定在所述像素点的径向方向上的插值像素点的坐标及其对应的亮度值；基于所述鱼眼图像的像素点的坐标及其对应的亮度值和所述插值像素点的坐标及其对应的亮度值，确定所述鱼眼图像中的像素点的径向亮度梯度值。进一步地，所述相邻像素点的坐标包括以下任一项：所述像素点的上方像素点的坐标和右上方像素点的坐标；所述像素点的右上方像素点的坐标和右方像素点的坐标；所述像素点的右方像素点的坐标和右下方像素点的坐标；所述像素点的右下方像素点的坐标和下方像素点的坐标；所述像素点的下方像素点的坐标和左下方像素点的坐标；所述像素点的左下方像素点的坐标和左方像素点的坐标；所述像素点的左方像素点的坐标和左上方像素点的坐标；所述像素点的左上方像素点的坐标和上方中像素点的坐标。进一步地，所述计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，包括：预置所述鱼眼图像的中心像素点和图像边缘像素点的径向亮度梯度值为0。进一步地，所述根据所述径向亮度梯度图，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径，包括：在所述径向亮度梯度图中遍历选取中心位置及其对应的参考半径；在以所述中心位置为圆心且所述参考半径为半径的筛选圆弧上，基于所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值和预置的筛选因子函数，确定筛选因子值；基于所述筛选因子值，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径。进一步地，所述基于所述筛选因子值，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径，包括：将所述筛选因子值最大时对应的筛选圆弧确定为所述鱼眼图像的有效区域边缘；将所述筛选因子最大时对应的中心位置及其对应的参考半径分别确定为所述有效区域边缘的圆心和半径。进一步地，所述预置的筛选因子函数由所述参考半径与所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值确定。进一步地，所述预置的筛选因子函数由所述参考半径、所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值和预设的径向亮度梯度值阈值确定。进一步地，所述径向亮度梯度值阈值为固定值或由所述鱼眼图像的亮度图的平均亮度值确定。进一步地，所述径向亮度梯度值阈值为2或其中，b为所述鱼眼图像的亮度图的平均亮度值。进一步地，所述基于所述有效区域边缘的圆心和半径及所述等距鱼眼镜头的视场角，将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面之后，还包括：基于预设的输出模型，将所述鱼眼图像从所述空间球面映射为输出图像。根据本申请的另一方面，还提供了一种鱼眼镜头的标定设备，该设备包括：获取装置，用于获取等距鱼眼镜头下的鱼眼图像；梯度图确定装置，用于确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图；圆心半径确定装置，用于根据所述径向亮度梯度图，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径；映射装置，用于基于所述有效区域边缘的圆心和半径及所述等距鱼眼镜头的视场角，将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面。进一步地，所述梯度图确定装置，用于：将所述鱼眼图像转化为亮度图，以确定对应的径向亮度梯度图。进一步地，所述梯度图确定装置，用于：对所述鱼眼图像进行降采样，以确定降采样后的鱼眼图像；确定所述降采样后的鱼眼图像对应的径向亮度梯度图。进一步地，所述降采样后的鱼眼图像分辨率为500-1000像素。进一步地，所述梯度图确定装置包括：梯度值确定单元，用于计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值；梯度图确定单元，用于根据所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图。进一步地，所述梯度值确定单元，用于：获取所述鱼眼图像的像素点的坐标及其对应的亮度值；基于预置的相邻点获取规则，从所述像素点的径向方向的两侧分别获取相邻像素点的坐标及其对应的亮度值；基于所述相邻像素点的坐标及其对应的亮度值，确定在所述像素点的径向方向上的插值像素点的坐标及其对应的亮度值；基于所述鱼眼图像的像素点的坐标及其对应的亮度值和所述插值像素点的坐标及其对应的亮度值，确定所述鱼眼图像中的像素点的径向亮度梯度值。进一步地，所述相邻像素点的坐标包括以下任一项：所述像素点的上方像素点的坐标和右上方像素点的坐标；所述像素点的右上方像素点的坐标和右方像素点的坐标；所述像素点的右方像素点的坐标和右下方像素点的坐标；所述像素点的右下方像素点的坐标和下方像素点的坐标；所述像素点的下方像素点的坐标和左下方像素点的坐标；所述像素点的左下方像素点的坐标和左方像素点的坐标；所述像素点的左方像素点的坐标和左上方像素点的坐标；所述像素点的左上方像素点的坐标和上方中像素点的坐标。进一步地，所述梯度值确定单元，用于：预置所述鱼眼图像的中心像素点和图像边缘像素点的径向亮度梯度值为0。进一步地，所述圆心半径确定装置包括：选取单元，用于在所述径向亮度梯度图中遍历选取中心位置及其对应的参考半径；筛选因子值确定单元，用于在以所述中心位置为圆心且所述参考半径为半径的筛选圆弧上，基于所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值和预置的筛选因子函数，确定筛选因子值；圆心半径确定单元，用于基于所述筛选因子值，确定所述鱼眼图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种鱼眼镜头的标定方法，其中，所述方法包括：获取等距鱼眼镜头下的鱼眼图像；确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图；根据所述径向亮度梯度图，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径；基于所述有效区域边缘的圆心和半径及所述等距鱼眼镜头的视场角，将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面。

【技术特征摘要】
1.一种鱼眼镜头的标定方法，其中，所述方法包括：获取等距鱼眼镜头下的鱼眼图像；确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图；根据所述径向亮度梯度图，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径；基于所述有效区域边缘的圆心和半径及所述等距鱼眼镜头的视场角，将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，包括：将所述鱼眼图像转化为亮度图，以确定对应的径向亮度梯度图。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，包括：对所述鱼眼图像进行降采样，以确定降采样后的鱼眼图像；确定所述降采样后的鱼眼图像对应的径向亮度梯度图。4.根据权利要求3所述的方法，所述降采样后的鱼眼图像分辨率为500-1000像素。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图，包括：计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值；根据所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，确定所述鱼眼图像对应的径向亮度梯度图。6.根据权利要求5所述的方法，其中，计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，包括：获取所述鱼眼图像的像素点的坐标及其对应的亮度值；基于预置的相邻点获取规则，从所述像素点的径向方向的两侧分别获取相邻像素点的坐标及其对应的亮度值；基于所述相邻像素点的坐标及其对应的亮度值，确定在所述像素点的径向方向上的插值像素点的坐标及其对应的亮度值；基于所述鱼眼图像的像素点的坐标及其对应的亮度值和所述插值像素点的坐标及其对应的亮度值，确定所述鱼眼图像中的像素点的径向亮度梯度值。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述相邻像素点的坐标包括以下任一项：所述像素点的上方像素点的坐标和右上方像素点的坐标；所述像素点的右上方像素点的坐标和右方像素点的坐标；所述像素点的右方像素点的坐标和右下方像素点的坐标；所述像素点的右下方像素点的坐标和下方像素点的坐标；所述像素点的下方像素点的坐标和左下方像素点的坐标；所述像素点的左下方像素点的坐标和左方像素点的坐标；所述像素点的左方像素点的坐标和左上方像素点的坐标；所述像素点的左上方像素点的坐标和上方中像素点的坐标。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述计算所述鱼眼图像中每个像素点的径向亮度梯度值，包括：预置所述鱼眼图像的中心像素点和图像边缘像素点的径向亮度梯度值为0。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述径向亮度梯度图，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径，包括：在所述径向亮度梯度图中遍历选取中心位置及其对应的参考半径；在以所述中心位置为圆心且所述参考半径为半径的筛选圆弧上，基于所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值和预置的筛选因子函数，确定筛选因子值；基于所述筛选因子值，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述基于所述筛选因子值，确定所述鱼眼图像的有效区域边缘的圆心和半径，包括：将所述筛选因子值最大时对应的筛选圆弧确定为所述鱼眼图像的有效区域边缘；将所述筛选因子最大时对应的中心位置及其对应的参考半径分别确定为所述有效区域边缘的圆心和半径。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预置的筛选因子函数由所述参考半径与所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值确定。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述预置的筛选因子函数由所述参考半径、所述筛选圆弧上的所有像素点的径向亮度梯度值和预设的径向亮度梯度值阈值确定。13.根据权利要求12所述的方法，所述径向亮度梯度值阈值为固定值或由所述鱼眼图像的亮度图的平均亮度值确定。14.根据权利要求13所述的方法，所述径向亮度梯度值阈值为2或其中，b为所述鱼眼图像的亮度图的平均亮度值。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述基于所述有效区域边缘的圆心和半径及所述等距鱼眼镜头的视场角，将所述鱼眼图像映射至对应的空间球面之后，还包括：基于预设的输出模型，...

【专利技术属性】
技术研发人员：代云僧，潘剑，张广东，
申请(专利权)人：微鲸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31