一种相机镜头的畸变校正方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种相机镜头的畸变校正方法和系统，该方法包括：当相机视场角所对应的最大观测范围为预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线时，控制相机对预设测试图像进行拍摄，得到拍摄图像；确定预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定各预设标定点在拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系；如果第二位置关系相对于第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则根据第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为相机镜头对应的目标畸变校正参数；通过采用上述技术方案，克服了生产过程中单体镜头间的畸变差异，并且在相机更换其他镜头时，实现了镜头零畸变。

A distortion correction method and system for camera lens

【技术实现步骤摘要】
一种相机镜头的畸变校正方法和系统
本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种相机镜头的畸变校正方法和系统。
技术介绍
光学透镜由于制造精度以及组装工艺的偏差会引入畸变，从而导致原始图像的失真。镜头畸变实际上是光学透镜固有的透视失真。目前，航空拍照相机拍出的照片均存在畸变问题。虽然相机都有畸变校正功能，但这种畸变校正只针对相机标配的镜头且畸变校正参数固化内置于相机内。若更换镜头，则必须选择同畸变镜头，否则会因镜头与相机内畸变校正参数不匹配导致畸变校正效果不理想。并且，由于畸变校正算法用的是统一校正畸变参数，对于畸变程度差异较大的单体镜头，也无法做到全部校正到零畸变。
技术实现思路
本专利技术实施例公开一种相机镜头的畸变校正方法和系统，克服了生产过程中单体镜头间的畸变差异，并且在相机更换其他镜头时，实现了镜头零畸变。第一方面，本专利技术实施例公开了一种相机镜头的畸变校正方法，该方法包括：当相机视场角所对应的最大观测范围为预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线时，控制相机对所述预设测试图像进行拍摄，得到拍摄图像；确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系；如果所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数；其中，所述预设标定点包括所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点。其中，确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系，包括：将所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线作为第一参考线段，并将距离预设测试图像中心点设定距离的标定点的连线作为第二参考线段；将第一参考线段与第二参考线段的第一比值作为第一位置关系，并将第一参考线段在所述拍摄图像上对应的第三参考线段，与第二参考线段在所述拍摄图像上对应的第四参考线段之间的第二比值作为第二位置关系；相应的，所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差为：第二比值与第一比值的差值；相应的，根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，包括：基于预设畸变校正参数表，查询所述差值对应的畸变校正参数。可选的，在将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数之后，所述方法还包括：读取相机基于所述目标畸变校正参数所采集的图像，并通过预设畸变校正模型，对该图像进行畸变校正处理，得到校正后的无畸变图像；其中，所述预设畸变模型建立了图像中各像素的畸变坐标值与校正后的无畸变坐标值之间的映射关系。可选的，所述相机镜头的畸变包括径向畸变和切向畸变；相应的，所述预设畸变校正模型包括径向畸变子模型和切向畸变子模型；其中，所述径向畸变子模型为：u0＝u(1+k1r2+k2r4+k3r6)v0＝v(1+k1r2+k2r4+k3r6)；所述切向畸变子模型为：u0＝u+[2p1v+p2(r2+2u2)]v0＝v+[2p2u+p1(r2+2v2)]；其中，u和v是图像像素坐标系下无畸变坐标；u0和v0是经过径向和切向畸变后的畸变坐标；r2＝x2+y2，x和y为图像物理坐标，k1，k2，k3是径向形变系数，p1，p2是切向形变系数。可选的，将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数，包括：将确定后的畸变校正参数设置到相机的图像处理器ISP中，以作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种相机镜头的畸变校正系统，该系统包括：相机，灯箱和布设于所述灯箱内的预设测试图像；其中，所述相机包括：拍摄模块，被配置为当相机视场角所对应的最大观测范围为预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线时，控制相机对所述预设测试图像进行拍摄，得到拍摄图像；位置关系确定模块，被配置为确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系；目标畸变校正参数确定模块，被配置为如果所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数；其中，所述预设标定点包括所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点；其中，所述位置关系确定模块，具体被配置为：将所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线作为第一参考线段，并将距离预设测试图像中心点设定距离的标定点的连线作为第二参考线段；将第一参考线段与第二参考线段的第一比值作为第一位置关系，并将第一参考线段在所述拍摄图像上对应的第三参考线段，与第二参考线段在所述拍摄图像上对应的第四参考线段之间的第二比值作为第二位置关系；相应的，所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差为：第二比值与第一比值的差值；相应的，所述目标畸变校正参数确定模块，具体被配置为：如果所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则基于预设畸变校正参数表，查询所述差值对应的畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数。可选的，所述位置关系确定模块，具体被配置为：将所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线作为第一参考线段，并将距离预设测试图像中心点设定距离的标定点的连线作为第二参考线段；将第一参考线段与第二参考线段的第一比值作为第一位置关系，并将第一参考线段在所述拍摄图像上对应的第三参考线段，与第二参考线段在所述拍摄图像上对应的第四参考线段之间的第二比值作为第二位置关系；相应的，所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差为：第二比值与第一比值的差值；相应的，所述目标畸变校正参数确定模块，具体被配置为：如果所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则基于预设畸变校正参数表，查询所述差值对应的畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数。可选的，所述系统还包括：畸变校正模块，被配置为读取相机基于所述目标畸变校正参数所采集的图像，并通过预设畸变校正模型，对该图像进行畸变校正处理，得到校正后的无畸变图像；其中，所述预设畸变模型建立了图像中各像素的畸变坐标值与校正后的无畸变坐标值之间的映射关系。可选的，所述相机镜头的畸变包括径向畸变和切向畸变；相应的，所述预设畸变校正模型包括径向畸变子模型和切向畸变子模型；其中，所述径向畸变子模型为：u0＝u(1+k1r2+k2r4+k3r6)v0＝v(1+k1r2+k2r4+k3r6)；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相机镜头的畸变校正方法，其特征在于，包括：/n当相机视场角所对应的最大观测范围为预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线时，控制相机对所述预设测试图像进行拍摄，得到拍摄图像；/n确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系；/n如果所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数；/n其中，所述预设标定点包括所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点；/n其中，确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系，包括：/n将所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线作为第一参考线段，并将距离预设测试图像中心点设定距离的标定点的连线作为第二参考线段；/n将第一参考线段与第二参考线段的第一比值作为第一位置关系，并将第一参考线段在所述拍摄图像上对应的第三参考线段，与第二参考线段在所述拍摄图像上对应的第四参考线段之间的第二比值作为第二位置关系；/n相应的，所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差为：第二比值与第一比值的差值；/n相应的，根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，包括：/n基于预设畸变校正参数表，查询所述差值对应的畸变校正参数。/n...

【技术特征摘要】
1.一种相机镜头的畸变校正方法，其特征在于，包括：
当相机视场角所对应的最大观测范围为预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线时，控制相机对所述预设测试图像进行拍摄，得到拍摄图像；
确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系；
如果所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差超出预设偏差范围，则根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，并将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数；
其中，所述预设标定点包括所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点；
其中，确定所述预设测试图像中各预设标定点间的第一位置关系，并确定所述各预设标定点在所述拍摄图像中对应的各拍摄点间的第二位置关系，包括：
将所述预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线作为第一参考线段，并将距离预设测试图像中心点设定距离的标定点的连线作为第二参考线段；
将第一参考线段与第二参考线段的第一比值作为第一位置关系，并将第一参考线段在所述拍摄图像上对应的第三参考线段，与第二参考线段在所述拍摄图像上对应的第四参考线段之间的第二比值作为第二位置关系；
相应的，所述第二位置关系相对于所述第一位置关系的偏差为：第二比值与第一比值的差值；
相应的，根据所述第一位置关系和第二位置关系确定畸变校正参数，包括：
基于预设畸变校正参数表，查询所述差值对应的畸变校正参数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数之后，所述方法还包括：
读取相机基于所述目标畸变校正参数所采集的图像，并通过预设畸变校正模型，对该图像进行畸变校正处理，得到校正后的无畸变图像；
其中，所述预设畸变模型建立了图像中各像素的畸变坐标值与校正后的无畸变坐标值之间的映射关系。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相机镜头的畸变包括径向畸变和切向畸变；相应的，所述预设畸变校正模型包括径向畸变子模型和切向畸变子模型；
其中，所述径向畸变子模型为：
u0＝u(1+k1r2+k2r4+k3r6)
v0＝v(1+k1r2+k2r4+k3r6)；
所述切向畸变子模型为：
u0＝u+[2p1v+p2(r2+2u2)]
v0＝v+[2p2u+p1(r2+2v2)]；
其中，u和v是图像像素坐标系下无畸变坐标；u0和v0是经过径向和切向畸变后的畸变坐标；r2＝x2+y2，x和y为图像物理坐标，k1，k2，k3是径向形变系数，p1，p2是切向形变系数。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将确定后的畸变校正参数作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数，包括：
将确定后的畸变校正参数设置到相机的图像处理器ISP中，以作为所述相机镜头对应的目标畸变校正参数。


5.一种相机镜头的畸变校正系统，其特征在于，包括：相机，灯箱和布设于所述灯箱内的预设测试图像；其中，所述相机包括：
拍摄模块，被配置为当相机视场角所对应的最大观测范围为预设测试图像上距离图像中心点最远的边界点的连线时，控制相机对所述预设测试图像进行拍摄，得到拍摄图像；
位置关系确定模块，被...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲建涛，
申请(专利权)人：曲建涛，
类型：发明
国别省市：上海;31