一种图像畸变矫正方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种图像畸变矫正方法、装置及设备，本发明专利技术涉及图像处理技术领域，用于解决现有技术导致虚拟现实应用中图像畸变的问题。包括：获取不同角度、不同姿态的标定图像，通过视觉软件库计算得到摄像设备的摄像参数；对摄像参数中的CCD偏移参数进行修正，并对摄像参数中的缩放系数做倍数补偿；采用插值算法，基于修正后的CCD偏移参数以及倍数补偿后的缩放系数计算得到畸变参数，并基于畸变参数进行图像畸变矫正。本方案对于CCD偏移修正以及缩放系数做倍数补偿，使得虚拟现实缩放保持一致；利用插值算法实时计算畸变参数，使得虚拟与现实行为与变化完全一致，完成虚拟现实图像畸变的矫正。的矫正。的矫正。

【技术实现步骤摘要】
一种图像畸变矫正方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种图像畸变矫正方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]近年来随着数字化技术的快速发展以及元宇宙概念的提出，AR/VR/XR、虚拟直播、虚拟演播厅等虚拟现实技术逐渐成为人们日常生活中的一部分。以虚拟演播室为例，其是运用三维虚拟现实技术制作出让人身临其境的虚拟场景和虚拟动画角色，通过跟踪真实的人物或物体，并将他们映射到虚拟世界中，使得人物或物体与虚拟环境可以进行交互。
[0003]实际应用中，由于相机镜头的透镜形状、组装过程中的误差等原因，会导致摄像机所采集到的图像存在畸变；且虚拟摄像机与物理摄像机形态与视野不一致，进一步导致虚拟现实应用中图像的畸变。
[0004]因此，提供了一种更为可靠的图像畸变矫正方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种图像畸变矫正方法、装置及设备，用于解决现有技术导致虚拟现实应用中图像畸变的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种图像畸变矫正方法，包括：
[0008]获取标定图像，所述标定图像是摄像设备通过变换标定板的位置采集得到的不同角度、不同姿态的图像；
[0009]通过视觉软件库计算得到所述摄像设备的摄像参数；所述摄像参数至少包括CCD偏移参数以及缩放系数；
[0010]对所述CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数，并对所述缩放系数做倍数补偿；
[0011]采用插值算法，基于修正后的CCD偏移参数以及倍数补偿后的缩放系数计算得到畸变参数；
[0012]基于所述畸变参数进行图像畸变矫正。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种图像畸变矫正装置，装置包括：
[0014]标定图像获取模块，用于获取标定图像，所述标定图像是摄像设备通过变换标定板的位置采集得到的不同角度、不同姿态的图像；
[0015]摄像参数计算模块，用于通过视觉软件库计算得到所述摄像设备的摄像参数；所述摄像参数至少包括CCD偏移参数以及缩放系数；
[0016]参数修正补偿模块，用于对所述CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数，并对所述缩放系数做倍数补偿；
[0017]畸变参数计算模块，用于采用插值算法，基于修正后的CCD偏移参数以及倍数补偿后的缩放系数计算得到畸变参数；
[0018]图像畸变矫正模块，用于基于所述畸变参数进行图像畸变矫正。
[0019]第三方面，本专利技术提供一种图像畸变矫正设备，设备包括：
[0020]通信单元/通信接口，用于获取标定图像，所述标定图像是摄像设备通过变换标定板的位置采集得到的不同角度、不同姿态的图像；
[0021]处理单元/处理器，用于通过视觉软件库计算得到所述摄像设备的摄像参数；所述摄像参数至少包括CCD偏移参数以及缩放系数；
[0022]对所述CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数，并对所述缩放系数做倍数补偿；
[0023]采用插值算法，基于修正后的CCD偏移参数以及倍数补偿后的缩放系数计算得到畸变参数；
[0024]基于所述畸变参数进行图像畸变矫正。
[0025]第四方面，本专利技术提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有指令，当所述指令被运行时，实现上述的图像畸变矫正方法。
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供的一种图像畸变矫正方法、装置及设备。方法包括：获取不同角度、不同姿态的标定图像，通过视觉软件库计算得到所述摄像设备的摄像参数；对摄像参数中的CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数，并对摄像参数中的缩放系数做倍数补偿；采用插值算法，基于修正后的CCD偏移参数以及倍数补偿后的缩放系数计算得到畸变参数，并基于畸变参数进行图像畸变矫正。本方案对于CCD偏移修正以及缩放系数做倍数补偿，使得虚拟现实缩放保持一致；利用插值算法实时计算畸变参数，使得虚拟与现实行为与变化完全一致，完成虚拟现实图像畸变的矫正。
附图说明
[0027]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0028]图1为本专利技术提供的一种图像畸变矫正方法的流程示意图；
[0029]图2为本专利技术提供的图像畸变矫正方法中标定图像获取示意图；
[0030]图3为本专利技术提供的一种图像畸变矫正装置的结构示意图；
[0031]图4为本专利技术提供的一种图像畸变矫正设备的结构示意图。
具体实施方式
[0032]为了便于清楚描述本专利技术实施例的技术方案，在本专利技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
[0033]需要说明的是，本专利技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本专利技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
[0034]本专利技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0035]术语解释：
[0036]AR：增强现实(AugmentedReality)，是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，将计算机生成的文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
[0037]VR：虚拟现实(VirtualReality)，虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角(宽视野)立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
[0038]XR：扩展现实(ExtendedReality)，是指通过计算机将真实与虚拟相结合，打造一个可人机交互的虚拟环境，这也是AR(增强现实)、VR(虚拟现实)、MR(混合现实)等多种技术的统称。利用硬件设备结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像畸变矫正方法，其特征在于，包括：获取标定图像，所述标定图像是摄像设备通过变换标定板的位置采集得到的不同角度、不同姿态的图像；通过视觉软件库计算得到所述摄像设备的摄像参数；所述摄像参数至少包括CCD偏移参数以及缩放系数；对所述CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数，并对所述缩放系数做倍数补偿；采用插值算法，基于修正后的CCD偏移参数以及倍数补偿后的缩放系数计算得到畸变参数；基于所述畸变参数进行图像畸变矫正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取标定图像，具体包括：固定所述摄像设备的位置和姿态，调整所述标定板的位置；所述标定板为棋盘格标定板；采用所述摄像设备拍摄所述标定板在不同位置、不同角度以及不同姿态的标定图像，得到多张图像畸变样本。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过视觉软件库计算得到所述摄像设备的摄像参数，具体包括：将拍摄的多张图像畸变样本输入虚幻引擎中；所述虚幻引擎使用视觉软件库基于张正友标定法对多张图像畸变样本进行摄像设备标定，获得所述摄像设备的摄像参数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数之前，还包括：将所述摄像参数应用至虚拟场景中；所述对所述CCD偏移参数进行修正，得到修正后的CCD偏移参数，具体包括：在物理摄像设备前放置一个物理十字花标靶；所述物理摄像设备的中心对准所述物理十字花标靶；在虚拟摄像设备前方对应位置放置一个虚拟十字花标靶；调整所述CCD偏移参数，以使物理十字花标靶与虚拟十字花标靶完全对齐，完成所述CCD偏移参数的修正。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述缩放系数做倍数补偿，具体包括：确定物理场景与虚拟场景放大倍数的差值；基于所述放大倍数的差值调整物理场景的放大倍数，以使物理场景与虚拟场景的缩放比例一致，对缩放系数做倍数补偿。6.根据权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁海昕，
申请(专利权)人：地球山北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：