一种光轴偏移的校准方法及装置制造方法及图纸

技术编号:23772097 阅读:58 留言:0更新日期:2020-04-12 00:44
本发明专利技术提供了一种光轴偏移的校准方法及装置,其中,该方法包括:获取图像采集设备变焦之后的目标倍率值,基于在相机连续变焦过程中,标定出有限数量的倍率值所对应的光轴偏移量,完成倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系,确定目标倍率值对应的光轴在水平方向和竖直方向上的目标偏移量;根据所述目标偏移量对所述图像采集设备的成像画面中心点进行补偿,从而对光轴进行校准,可以解决相关技术中使用选取的有限数量的离散数据对光轴进行校正,没有对连续变焦过程做处理,校正结果误差较大的问题,提高了光轴校准的准确性。

A calibration method and device of optical axis offset

【技术实现步骤摘要】
一种光轴偏移的校准方法及装置
本专利技术涉及图像处理领域,具体而言,涉及一种光轴偏移的校准方法及装置。
技术介绍
可变焦相机通过改变镜头焦距,可以进一步扩大或缩小相机的视场,在较大监控场景或相机与目标距离较远时,仍然能够捕捉到清晰、高质量的画面,在目标跟踪、图像抓拍等领域,发挥了重要作用。相机的镜头中心称为相机光心,光心与镜头镜面垂直的连线称为光轴,由于设备制造的误差,相机在变焦过程中,光轴通常会发生偏移,若相机在最小焦距下对准某个目标,随着焦距的增大,目标会逐渐偏离图像中心区域,甚至不在画面内,给后续操作造成严重的后果。因此需要找出镜头在不同焦距下对应的光轴偏移量,在实际使用时,只需要获取预设的焦距值,使用相应的偏移量对光轴进行补偿即可完成光轴校准,保证目标始终处于画面中心。相关技术中还提出在设备前端选取基准平面,再设定与基准平面平行的分划指示板,均匀选取多个焦距位置,记录设备成像画面中心点在指示板的坐标,根据指示板与基准平面之间的距离计算每个焦距位置对应的光轴偏移角度,使用对应的偏移量对设备进行补偿。主要缺点是要求基准平面和分划指示板必须平行,且需要测量二者之间的距离,在实际操作中,很难保证准确性;使用选取的有限数量的离散数据对光轴进行校正,没有对连续变焦过程做处理,校正结果误差较大。针对相关技术中使用选取的有限数量的离散数据对光轴进行校正,没有对连续变焦过程做处理,校正结果误差较大的问题,尚未提出解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种光轴偏移的校准方法及装置,以至少解决相关技术中使用选取的有限数量的离散数据对光轴进行校正,没有对连续变焦过程做处理,校正结果误差较大的问题。根据本专利技术的一个实施例,提供了一种光轴偏移的校准方法,包括:获取图像采集设备变焦之后的目标倍率值;根据预先存储的倍率值与光轴在水平方向和竖直方向上偏移量的映射关系确定所述目标倍率值对应的光轴在水平方向和竖直方向上的目标偏移量,其中,所述映射关系是根据所述图像采集设备连续变焦过程的第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量确定的所述倍率值与所述光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系;根据所述目标偏移量对所述图像采集设备的成像画面中心点进行补偿;通过对所述成像换中心点的补偿对光轴进行校准。可选地,在获取图像采集设备变焦之后的目标倍率之前,所述方法还包括:在所述图像采集设备连续变焦过程中,确定第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量,其中,所述第一预定数量的倍率值包括:最小倍率值、最大倍率值以及最小倍率值与最大倍率值之间间隔预定倍率值的第二预定数量的倍率值,所述第二预定数量小于所述第一预定数量;通过最小二乘法确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系;保存所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系。可选地,通过最小二乘法确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系包括:通过最小二乘法确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的拟合曲线;根据所述拟合曲线确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系。可选地,确定第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量包括:分别通过所述图像采集设备采用所述第一预定数量的倍率值采集图像;根据所述第一预定数量的倍率值中相邻的第i个倍率值、第i+1个倍率值对应图像中的匹配点确定第i+1个倍率值对应图像的成像画面中心点;根据所述第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量;根据所述第i+1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点;将i的值增加1,重复执行上述步骤,直到确定所述第一预定数量的倍率值中除第1个倍率值之外的倍率值对应的图像中的成像画面中心点的偏移量,其中,i大于或等于1,i的初始值为1,所述第1个倍率值为最小倍率值。可选地,在根据所述第一预定数量的倍率值中相邻的第i个倍率值、第i+1个倍率值对应图像中的匹配点确定第i+1个倍率值对应图像的成像画面中心点之前,所述方法还包括:对所述第i个倍率值对应的图像与所述第i+1个倍率值对应的图像进行特征提取和匹配,得到零散的多个匹配点;确定所述多个匹配点的坐标。可选地,所述方法还包括:通过以下方式根据所述第一预定数量的倍率值中相邻的第i个倍率值、第i+1个倍率值对应图像中的匹配点确定第i+1个倍率值对应图像的成像画面中心点:其中,P1(xi1,yi1)、P3(xi3,yi3)均为第i+1个倍率值对应图像中的点,P2(xi2,yi2)、P4(xi4,yi4)均为第i个倍率值对应图像中的点,P1(xi1,yi1)与P2(xi2,yi2)为匹配点,P3(xi3,yi3)与P4(xi4,yi4)为匹配点,O1(ui1,vi1)为第i个倍率值对应图像中的成像画面中心点,O2(ui2,vi2)为第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点,所述相邻的两个倍率值包括第i个倍率值和所述第i+1个倍率值。可选地,根据所述第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量包括:通过以下方式根据所述第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点、所述图像采集设备的视场角以及所述图像的分辨率确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量:其中,Δpi为第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点相对于第i个倍率值对应图像中的成像画面中心点的横坐标偏移量,Δti为第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点相对于第i个倍率值对应图像中的成像画面中心点的纵坐标偏移量,W*H为所述图像的分辨率,Ah为所述图像采集设备的水平视场角,Av为所述图像采集设备的垂直视场角。可选地,所述方法还包括:通过以下方式根据所述第i+1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点:其中,ΔPi所述第i+1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点相对于所述第1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点的横向偏移量,ΔTi为所述第i+1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点相对于所述第1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点的纵向偏移量。根据本专利技术的另一个实施例,还提供了一种光轴偏移的校准装置,包括:获取模块,用于获取图像采集设备变焦之后的目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光轴偏移的校准方法,其特征在于,包括:/n获取图像采集设备变焦之后的目标倍率值;/n根据预先存储的倍率值与光轴在水平方向和竖直方向上偏移量的映射关系确定所述目标倍率值对应的光轴在水平方向和竖直方向上的目标偏移量,其中,所述映射关系是根据所述图像采集设备连续变焦过程的第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量确定的所述倍率值与所述光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系;/n根据所述目标偏移量对所述图像采集设备的成像画面中心点进行补偿;/n通过对所述成像换中心点的补偿对光轴进行校准。/n

【技术特征摘要】
1.一种光轴偏移的校准方法,其特征在于,包括:
获取图像采集设备变焦之后的目标倍率值;
根据预先存储的倍率值与光轴在水平方向和竖直方向上偏移量的映射关系确定所述目标倍率值对应的光轴在水平方向和竖直方向上的目标偏移量,其中,所述映射关系是根据所述图像采集设备连续变焦过程的第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量确定的所述倍率值与所述光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系;
根据所述目标偏移量对所述图像采集设备的成像画面中心点进行补偿;
通过对所述成像换中心点的补偿对光轴进行校准。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在获取图像采集设备变焦之后的目标倍率之前,所述方法还包括:
在所述图像采集设备连续变焦过程中,确定第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量,其中,所述第一预定数量的倍率值包括:最小倍率值、最大倍率值以及最小倍率值与最大倍率值之间间隔预定倍率值的第二预定数量的倍率值,所述第二预定数量小于所述第一预定数量;
通过最小二乘法确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系;
保存所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系。


3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,通过最小二乘法确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系包括:
通过最小二乘法确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的拟合曲线;
根据所述拟合曲线确定所述倍率值与光轴在水平方向和垂直方向上偏移量的映射关系。


4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,确定第一预定数量的倍率值所对应的光轴偏移量包括:
分别通过所述图像采集设备采用所述第一预定数量的倍率值采集图像;
根据所述第一预定数量的倍率值中相邻的第i个倍率值、第i+1个倍率值对应图像中的匹配点确定第i+1个倍率值对应图像的成像画面中心点;
根据所述第i+1个倍率值对应图像中的成像画面中心点确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量;
根据所述第i+1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点相对于所述第i个倍率值对应的图像的成像画面中心点的偏移量确定所述第i+1个倍率值对应的图像的成像画面中心点相对于所述第1个倍率值对应的所述图像的成像画面中心点;
将i的值增加1,重复执行上述步骤,直到确定所述第一预定数量的倍率值中除第1个倍率值之外的倍率值对应的图像中的成像画面中心点的偏移量,其中,i大于或等于1,i的初始值为1,所述第1个倍率值为最小倍率值。


5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在根据所述第一预定数量的倍率值中相邻的第i个倍率值、第i+1个倍率值对应图像中的匹配点确定第i+1个倍率值对应图像的成像画面中心点之前,所述方法还包括:
对所述第i个倍率值对应的图像与所述第i+1个倍率值对应的图像进行特征提取和匹配,得到零散的多个匹配点;
确定所述多个匹配点的坐标。


6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过以下方式根据所述第一预定数量的倍率值中相邻的第i个倍率值、第i+1个倍率值对应图像中的匹配点确定第i+1个倍率值对应图像的成像画面中心点:

【专利技术属性】
技术研发人员:高美潘华东殷俊张兴明李中振彭志蓉
申请(专利权)人:浙江大华技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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