一种镜头畸变校正方法技术

本发明专利技术公开了一种镜头畸变校正方法，其特征在于，包括如下步骤：提供一个校正图像，所述校正图像为一矩形网格图，用待校正的镜头读取所述校正图像，产生所述校正图像的摄影图像，在摄影图像中建立二维坐标系，在校正图像中建立二维坐标系，在摄影图像中，选取基准点，计算每个基准点的半径，在校正图像中，选取基准点，计算每个基准点的半径，根据畸变量，通过多项式函数拟合的方式得到校正系数对于摄影图像中的任意一个格点，获取其坐标，计算其到格点的半径，根据校正系数，得到格点校正后的理论半径最终得到格点校正后的坐标。本发明专利技术能够实现将镜头的切向畸变和径向畸变进行统一，从而最大限度地减小镜头图像畸变的程度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，其特征在于，包括如下步骤：提供一个校正图像，所述校正图像为一矩形网格图，用待校正的镜头读取所述校正图像，产生所述校正图像的摄影图像，在摄影图像中建立二维坐标系，在校正图像中建立二维坐标系，在摄影图像中，选取基准点，计算每个基准点的半径，在校正图像中，选取基准点，计算每个基准点的半径，根据畸变量，通过多项式函数拟合的方式得到校正系数对于摄影图像中的任意一个格点，获取其坐标，计算其到格点的半径，根据校正系数，得到格点校正后的理论半径最终得到格点校正后的坐标。本专利技术能够实现将镜头的切向畸变和径向畸变进行统一，从而最大限度地减小镜头图像畸变的程度。【专利说明】
本专利技术涉及一种校正方法，具体涉及。
技术介绍
普通光学镜头在成像的时候一般会存在一定程度的畸变,具体表现可分为两种情况:枕形畸变及桶形畸变。由于畸变的存在，当镜头对准一个矩形进行拍摄时，成像不再是矩形，而是如附图1所示的形状。如图1中分别给出了呈矩形的正常图像、正常图像畸变后形成的呈枕形的枕形形变、正常图像畸变后形成的呈桶形的桶形形变。大多数的情况下，人脑能对其进行自动校正，基本不会影响人对事物的感知，但对于计算机及很多软件而言，这就会导致一些数据的偏差，因此有必要对畸变的图像进行适当校正。现有的补偿图像畸变的方法，如申请日为1998年11月26日的中国专利98122712.0，都是先读取一个校正片，此校正片具有预定量的黑白相间条纹，黑条纹的精确位置为已知。校正片读取后，可得相应的预定量黑白相间条纹，经判断计算可得黑条纹位置。然后，计算该预定量黑白相间条纹的精确位置与图像读取后计算位置的插值，即得各基准点的给变量。将各基准点的畸变量存入存储器中结束校正片读取程序。每次进行图像读取时，存于存储器中的各给变量被去，以修正光学系统造成的图像畸变。但是，现有的上述方法存在一定的问题。首先，它计算黑白条纹后得到的只是几个基准点的畸变量，然后根据这几个基准点的给变量对相应的图像信息进行校正。因此，这种校正方法并不是对图像的每个点都进行畸变校正，这种畸变校正的效果不是很准确，并不能得到完全符合要求的校正图像；其次，要解决光学系统畸变的问题，最根本的途径在于，对畸变的产生建立一个严格的数学模型，在此基础上研究其产生的原因并找到解决办法，现有技术并不不是采用建立一个严格的数学模型来解决技术问题，因此不能实现对畸变的图像的精确校正。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案:，其特征在于，包括如下步骤:步骤一:提供一个校正图像，所述校正图像为一矩形网格图，所述矩形网格图上设置有多条横向网格线以及多条纵向网格线，横向网格线和纵向网格线相互交叉的交叉点构成一个格点，格点之间均匀分布；步骤二:用待校正的镜头读取所述校正图像，产生所述校正图像的摄影图像，所述摄影图像上具有多条横向网线以及多条纵向网线，横向网线和纵向网线相互交叉的交叉点构成一个格点，每条横向网线唯一对应于一条横向网格线，每条纵向网线唯一对应于一条纵向网格线；步骤三:在摄影图像中，选取畸变程度最小的横向网线作为横轴X，选取畸变程度最小的纵向网线作为纵轴Y，将横轴X和纵轴Y相互交叉构成的格点P作为原点建立二维坐标系;步骤四:在校正图像中，选取与横轴X对应的横向网格线作为横轴X，选取与纵轴Y对应的纵向网格线作为纵轴y，选取横轴X和纵轴y相互交叉构成的格点p作为原点建立二维坐标系，横轴X和横轴X的方向一致,纵轴y和纵轴Y的方向一致；步骤五:在摄影图像中，选取i+1个格点P，Q1, Q2, Q3,…仏作为基准点，获取任一格点Qk的坐标(Xk，Yk),计算格点Qk到格点P的半径Rk，k, i为正整数，k ≤i < j ；步骤六:在校正图像中，选取i + 1个格点p，qi, q2, q3,…Qi作为基准点，获取任一格点qk的坐标(xk, yk),计算格点qk到格点P的半径rk,格点qk和格点Qk相互对应,k, i为正整数，k≤ i < j ；步骤七:根据畸变量(Rk，rk)，通过多项式函数拟合的方式得到校正系数K0, K1, K2,…Kn，n为自然数；步骤八:对于摄影图像中的任意一个格点Qm，获取其坐标(Xm，Ym)，计算其到格点P的半径Rm，根据校正系数Ktl, K1, K2,…Kn，得到格点Qm校正后的理论半径Lm，Lm = KnX (Rm)n+Kn_! X (Rm) n—1+…+K2 X (Rm) 2+K: X Rm+K0, m 为正整数；步骤九:得到格点Qm 校正后的坐标(Am，Bm), Am=XmXLm/Rm, Bm=YmXLm/Rm。前述的，其特征在于，在所述校正图像中，所述矩形网格图的横向间距和纵向间距相等。本专利技术的有益之处在于:本专利技术能够实现将镜头的切向畸变和径向畸变进行统一，从而最大限度地减小镜头图像畸变的程度。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术的一个镜头畸变时正常图像和畸变图像的对比示意图；图2是本专利技术校正图像的一个优选实施的结构示意图；图3是本专利技术摄影图像的一个优选实施的结构示意图；图4是本专利技术在摄影图像中选择基准点的示意图；图5是本专利技术在校正图像中选择基准点的示意图；图6是本专利技术的步骤示意图。图中附图标记的含义:1、横向网格线，2、纵向网格线，3、格点，4、横向网线，5、纵向网线，6、格点。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。本专利技术原理是先建立了一个数学模型，可以通过对图像的部分点进行采样和整合，从而得到每一个点的校正点，简单又方便，并且本专利技术整体采用的是对角线校正法，因此能够实现将镜头的切向畸变和径向畸变进行统一，从而最大限度地减小镜头图像畸变的程度。参照图6所示，本专利技术，包括如下步骤:步骤一:提供一个校正图像，如图3所示，所述校正图像为一矩形网格图，所述矩形网格图上设置有多条横向网格线I以及多条纵向网格线2，横向网格线I和纵向网格线2相互交叉的交叉点构成一个格点3,格点3之间均勻分布；本专利技术中的校正图像是作为标准图像采用的，其用来与待校正的镜头读取其后产生的摄影图像进行比较，因此校正图像中为矩形网格图。习知矩形网格图的每一个网格都是矩形，网格由横向网格线I和纵向网格线2交叉分隔而成，横向网格线I和纵向网格线2的交叉点即为本专利技术所谓的格点。且由于每条横向网格线I和每条纵向网格线2相互交叉，因此在校正图像中存在多个网格。本专利技术中的格点在整个校正方法中非常重要，因为将摄影图像与校正图像对比，可以很明显发现，摄影图像中也存在于校正图像中相同数量的格点，即使因为畸变的原因，摄影图像中格点6的位置与校正图像中相比已经发生了位置的移动，但是摄影图像中的每一个格点仍然是可以在校正图像中得到与其相对应的格点的。步骤二:用待校正的镜头读取所述校正图像，产生所述校正图像的摄影图像，如图3所示，所述摄影图像上具有多条横向网线4以及多条纵向网线5，横向网线4和纵向网线5相互交叉的交叉点构成一个格点，每条横向网线4唯一对应于一条横向网格线I,每条纵向网线5唯一对应于一条纵向网格线2。在图3中，为了使得本专利技术的摄影图像更加清晰，本专利技术在图3中省略了一些横向网线4和纵向网线5，只显示了各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镜头畸变校正方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：提供一个校正图像，所述校正图像为一矩形网格图，所述矩形网格图上设置有多条横向网格线以及多条纵向网格线，横向网格线和纵向网格线相互交叉的交叉点构成一个格点，格点之间均匀分布；步骤二：用待校正的镜头读取所述校正图像，产生所述校正图像的摄影图像，所述摄影图像上具有多条横向网线以及多条纵向网线，横向网线和纵向网线相互交叉的交叉点构成一个格点，每条横向网线唯一对应于一条横向网格线，每条纵向网线唯一对应于一条纵向网格线；步骤三：在摄影图像中，选取畸变程度最小的横向网线作为横轴X，选取畸变程度最小的纵向网线作为纵轴Y，将横轴X和纵轴Y相互交叉构成的格点P作为原点建立二维坐标系；步骤四：在校正图像中，选取与横轴X对应的横向网格线作为横轴x，选取与纵轴Y对应的纵向网格线作为纵轴y，选取横轴x和纵轴y相互交叉构成的格点p作为原点建立二维坐标系，横轴x和横轴X的方向一致，纵轴y和纵轴Y的方向一致；步骤五：在摄影图像中，选取i+1个格点P,Q1, Q2, Q3,… Qi作为基准点，获取任一格点Qk的坐标（Xk，Yk），计算格点Qk到格点P的半径Rk，k,i为正整数，k≤i＜j；步骤六：在校正图像中，选取i+1个格点p,q1, q2, q3,… qi作为基准点，获取任一格点qk的坐标（xk，yk），计算格点qk到格点p的半径rk，格点qk和格点Qk相互对应，k,i为正整数，k≤i＜j；步骤七：根据畸变量(Rk,rk)，通过多项式函数拟合的方式得到校正系数K0, K1, K2,… Kn，n为自然数；步骤八：对于摄影图像中的任意一个格点Qm，获取其坐标（Xm，Ym），计算其到格点P的半径 Rm，根据校正系数K0, K1, K2,… Kn，得到格点Qm校正后的理论半径Lm，Lm＝Kn×(Rm)n+Kn?1×(Rm)n?1+…+K2×(Rm)2+K1×Rm+K0，m为正整数；步骤九：得到格点Qm校正后的坐标（Am，Bm)，Am=Xm×Lm/Rm，Bm=Ym×Lm/Rm。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张萍，
申请(专利权)人：南京芒冠光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：