对来自摄像机中的鱼眼镜头的图像进行校正的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:7127710 阅读:270 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种操作视频系统的方法,包括接收使用鱼眼镜头捕获的图像。该图像被分成多个水平图像行。每个水平图像行的相应片段以不同的相应采样频率被采样。每个采样频率与被采样片段的大小逆相关。从图像的顶部到图像的底部,被采样片段的大小随着每个水平图像行而增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于操作包括鱼眼镜头的摄像机系统的装置和方法,更具体地,涉及用于操作包括鱼眼镜头的汽车后视摄像机系统(automotive rear view camera system)的装置和方法。
技术介绍
汽车后视摄像机经常使用光学鱼眼镜头。鱼眼镜头是一种产生非常宽的半球图像的广角透镜。类似于所有的超广角透镜,鱼眼镜头也有桶形畸变(barrel distortion)的问题,特别是对于极广视角,这导致外形凸起。经汽车后视摄像机捕获的畸变图像的例子示于图1中。如鱼眼镜头所产生的典型畸变,视野在图像的顶部比图像的底部宽得多,例如大约3倍宽。产生这种差异的原因可能是图像顶部的目标比图像底部的目标距离透镜更远。通过使用具有SDRAM的视频数字信号处理器(DSP)有可能去除由鱼眼镜头引起的畸变。但是,这样使用完善的DSP将会是一种昂贵的方案因此可能被认为过分。因此,从现有技术既无法预期又非显而易见的是一种给与观看者从利用鱼眼镜头捕获的图像中去除畸变的选择并且以不昂贵的方式来这样做的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种通过与畸变量成比例地“伸展(stretch out) ”图像顶部的中间部分来校正鱼眼畸变的方法。“伸展”的程度,或者在伸展期间消除的图像外缘的宽度可以从图像顶部到图像底部稳定地减小,直到整个捕获图像被包含在图像的底部。在一个实施例中,视频先进先出(FIFO)存储器被用于去除鱼眼镜头引起的畸变, 这通过与畸变程度成比例地调节FIFO存储器的时钟来实现。在本专利技术的一种形式中,本专利技术包括一种操作视频系统的方法,该方法包括接收使用鱼眼镜头捕获的图像。该图像被分成多个水平图像行。每个水平图像行的相应片段 (fraction)以不同的相应采样频率被采样。每个采样频率与被采样片段的大小逆相关 (inversely related)。被采样片段的大小随着从图像顶部前进到图像底部的每个水平图像行增大。被采样片段的大小(因此采样频率)可以是透镜特性(例如畸变特性)的函数。本专利技术的另一种形式包括一种操作视频系统的方法,该方法包括接收使用鱼眼镜头捕获的第一模拟图像。该模拟图像被转换成数字图像数据。该图像数据被分成多个图像行。每个图像行的相应中间部分以不同的相应采样频率被采样。每个采样频率与所述中间部分所占据的相应图像行的一个片段逆相关。从图像的第一边缘前进到图像的第二边缘, 中间部分所占据的图像行的片段随着每个图像行增加。采样的数字图像行被转换成第二模拟图像。本专利技术的另一种形式包括一种操作视频系统的方法,该方法包括接收使用鱼眼镜头捕获的第一图像。该图像被分成多个水平图像行。每个图像行具有一中间部分和两个旁边部分(lateral portion)。中间部分相对于旁边部分的大小,随着从图像顶部到图像底部的每个水平图像行增加。图像行的旁边部分被丢弃。每个中间部分由基本上相等数目的样本表示。形成包括那些样本的第二图像。本专利技术的优点是鱼眼镜头产生的图像畸变可以廉价地被校正。 附图说明通过参考本专利技术的实施例的下列描述以及结合附图,本专利技术的以上和其他特性和目的以及实现这些特性和目的的方式将更加显而易见并且本专利技术将更好理解,其中图1是现有技术的鱼眼镜头捕获的示范性的畸变图像;图加是根据本专利技术方法的一个实施例的显示在视频屏幕上的图1的图像的顶行和底行的部分的示意图;图2b是根据本专利技术方法的一个实施例的,在视频屏幕上显示该图像时使用的作为图加中的图像的水平行的函数的视频时钟频率的示意图;图3是本专利技术的视频系统的一个实施例的方块图;图4是图3中的视频系统的时钟调节器的一个实施例的方块图;图5是本专利技术的用于操作视频系统的方法的一个实施例的流程图;图6是本专利技术的用于操作视频系统的方法的另一实施例的流程图。具体实施例方式后面公开的实施例不是用来穷尽或将本专利技术限制到下面的说明书中公开的特定形式。相反,这些实施例的选择和说明是为了本领域的技术人员可以利用这些教导。在一个实施例中,本专利技术的方法包括时钟调节,即对图像采样以便在屏幕或监视器上再现的频率的调节。在一个特定实施例中,捕获的图像经国家电视系统委员会(NTSC) 模拟电视系统视频(水平行频率(Fh) = 15,734. 266Hz,以13. 5MHz采样)在屏幕上再现。 以此速率,视频屏幕的整个行上将有858个(即13. 5MHz/15, 734. 266Hz)样本,包括水平消隐间隔。在活动行(即视频行的可见部分)之内,将可以有858个样本中的720个。如果增加时钟速率,每行可以捕获更多样本,或者更重要的,720个样本可以在给定行的更小部分之内捕获。例如,考虑应用于给定视频图像的顶行的大约40MHz的原始最大时钟速率。以此速率,视频屏幕的整个顶行上将有2,542个(即40MHz/15,734. 266Hz)样本,包括水平消隐间隔。在活动行(即视频行的可见部分)之内,将可以有2,542个样本中的2,133个。根据本专利技术的一个实施例,720个样本,即2,133样本视频行的大约三分之一,可以从中间部分(例如顶部视频行的中间三分之一)被捕获到先进先出(FIFO)存储器中,如图加所示。对于向下的每个后续行,可以减小时钟速率,使得需要的720个样本捕获增加比例的视频行,如图2b所示。在图像的底部,达到13. 5Hz的最小时钟频率,720个样本捕获整个行。在图像的不位于720个时钟脉冲之内的三角形角落部分10a,IOb期间,采样时钟可以被禁止。采样时钟的禁止导致这些角落部分10a,IOb被丢失和/或丢弃。在一个实施例中,时钟既作为模拟-数字转换时钟,也作为FIFO输入时钟。在图52b的图像的顶部,时钟可以被禁止到恰当的时间,例如当处于经过了顶行的大约三分之一的位置时,然后如所示的,从图像的中心以高频率(大约40Hz)捕获720个样本。对于从顶部到底部的每一行转换时钟频率减小,直到到达底行时,频率为13. 5MHz。另一时钟,既作为FIFO输出时钟又作为数字-模拟转换时钟,以13. 5MHz的恒定速率运行。由于每个视频行包括720个时钟脉冲,以40MHz捕获的顶行的部分在整个视频屏幕上被伸展,如以减小的速率捕获的每个相继行那样。因此,每行的采样的中间部分可以组合以在矩形屏幕上形成图像。本专利技术的视频系统12的一个实施例显示于图3中。系统12包括具有鱼眼镜头的摄像机14。同步锁相(genlock)时钟发生器16使用摄像机14的视频输出来产生主时钟信号18和水平同步信号H。时钟调节器20产生FIFO输入时钟信号22,后者被传送到模拟-数字转换器M和FIFO存储器26。主时钟信号18被馈送到FIFO存储器沈作为FIFO 输出时钟信号,并馈送到数字-模拟转换器观。虽然摄像机14输出具有鱼眼畸变的视频, 视频系统12,具体地是数字-模拟转换器观输出没有鱼眼畸变的视频。能够将除了摄像机 14之外的整个系统12包括在单个针对特定应用的集成电路(ASIC)中。图4显示了用于接收主时钟信号18和水平同步信号H并输出FIFO输入时钟信号 22的时钟调节器20的一个具体实施例。数字行计数器30可以基于接收到的水平同步信号H来计数例如从图像的顶部到底部的视频行。最大时钟速率可以除以一个值,该值与行计数值成比例。更具体地,在图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作视频系统的方法,包括以下步骤:接收使用鱼眼镜头捕获的图像;将该图像分成多个水平图像行;以及以不同的相应采样频率采样每个水平图像行的相应片段,每个采样频率与被采样片段的大小逆相关,被采样片段的大小随着从图像的顶部前进到图像的底部的每个水平图像行而增加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·D·海克森
申请(专利权)人:松下北美公司美国分部松下汽车系统公司
类型:发明
国别省市:US

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