專利名稱：一種應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法，特別涉及一種應(yīng)用在簡(jiǎn)易數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法。
背景技術(shù)：
目前各種類型的數(shù)碼相機(jī)已越來(lái)越普及，但簡(jiǎn)易數(shù)碼相機(jī)(例如手機(jī)照相機(jī))由于結(jié)構(gòu)和價(jià)格限制，通常采用廉價(jià)的鏡頭。這類鏡頭的問題在于幾何和光學(xué)畸變較大，造成桶形或枕形畸變以及暗角現(xiàn)象。為了校正這些畸變效果，需要對(duì)鏡頭進(jìn)行光學(xué)標(biāo)定。其中一項(xiàng)重要的標(biāo)定參數(shù)是鏡頭的光學(xué)中心。光學(xué)中心指的是鏡頭光軸在所拍攝圖像上的對(duì)應(yīng)位置。根據(jù)光學(xué)中心的定義，在拍攝一張具有均勻光照的平整白紙時(shí)，光學(xué)中心點(diǎn)應(yīng)位于圖像最亮點(diǎn)。但是在實(shí)際情況下，由于圖像噪聲和感光元件的感光范圍所限，圖像最亮點(diǎn)往往是一個(gè)區(qū)域，而不是單一像素點(diǎn)。簡(jiǎn)單的通過求最亮區(qū)域的中值點(diǎn)(median)或均值點(diǎn)(mean)可以得到一個(gè)單一像素點(diǎn)作為光學(xué)中心的預(yù)測(cè)位置。但是這種方法容易受到圖像噪聲的影響而產(chǎn)生偏離。準(zhǔn)確標(biāo)定光學(xué)中心對(duì)于幾何校正(桶形、枕形)和光學(xué)校正(暗角現(xiàn)象)都非常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法，能較好的消除圖像噪聲的影響而準(zhǔn)確定位鏡頭的光學(xué)中心。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了五個(gè)步驟步驟一，用待測(cè)數(shù)碼相機(jī)拍攝一幅均勻光照下平整白紙的數(shù)碼圖像；步驟二，對(duì)步驟一中所得數(shù)碼圖像做歸一化取反處理；步驟三，對(duì)步驟二輸出圖像在縱向方向上求所有掃描行的行平均向量，長(zhǎng)度為圖像寬度；在橫向方向上求所有掃描列的列平均向量，長(zhǎng)度為圖像高度；步驟四，對(duì)所述行平均向量和列平均向量分別做曲線擬合；步驟五，按兩個(gè)曲線擬合的中心點(diǎn)為所求光學(xué)中心的行列坐標(biāo)。
本發(fā)明由于采用了以上的光學(xué)數(shù)據(jù)處理方法，能比較有效地消除圖像噪聲的影響，而準(zhǔn)確定位鏡頭的光學(xué)中心。


圖1是本發(fā)明曲線擬合的示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的效果圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
本發(fā)明方法的主要步驟包括1)用待測(cè)數(shù)碼相機(jī)拍攝一幅均勻光照下平整白紙的數(shù)碼照片。在理想情況下，所拍攝圖像應(yīng)亮度均勻。但是由于鏡頭的暗角現(xiàn)象，圖像亮度會(huì)從靠近中心的最亮處向四周以圓形衰減。
2)對(duì)步驟1中拍攝的圖像做歸一化取反處理Inew(i，j)＝Imax/I(i，j)
其中Imax是圖像中最亮點(diǎn)的像素值；I(i，j)是原圖像各點(diǎn)的像素值(i，j是圖像行列坐標(biāo)值)；Inew(i，j)是歸一化取反處理后圖像各點(diǎn)的像素值。該步驟的偽代碼如下Imax＝max(I)；//the maximum pixel value in image IFor(i＝0；i＜iWidth；i++){For(j＝0；j＜iHeight；j++){Inew(i，j)＝Imax/I(i，i)；}}3)求步驟2輸出圖像中所有掃描行的平均向量(長(zhǎng)度為圖像寬度)及所有掃描列的平均向量(長(zhǎng)度為圖像高度)。該步驟等效于將所拍攝的二維測(cè)試圖像投影為行、列兩個(gè)一維向量。該向量各點(diǎn)的值代表了在投影方向上該行(或列)的平均像素值，表現(xiàn)為兩邊高，中間低，如附圖所示。該步驟的偽代碼如下//計(jì)算行平均向量LineVectorFor(i＝0；i＜iWidth；i++){LineVector(i)＝0；For(j＝0；j＜iHeight；j++){
LineVector(i)＝LineVector(i)+Inew(j，i)；}LineVector(i)＝LineVector(i)/iHeight；}//計(jì)算列平均向量RowVectorFor(i＝0；i＜iHeight；i++){RowVector(i)＝0；For(j＝0；j＜iWidth；j++){RowVector(i)＝RowVector(i)+Inew(i，j)；}RowVector(i)＝RowVector(i)/iWidth；}4)分別對(duì)行平均向量和列平均向量用以下函數(shù)做曲線擬合y＝cosh(a(x-x0))+c曲線擬合的方法請(qǐng)參考高等數(shù)學(xué)書籍或數(shù)學(xué)手冊(cè)。該步驟用Matlab實(shí)現(xiàn)的代碼如下vf＝inline(‘cosh(p(1)*(x-p(3)))+p(2)’，’p’，’x’)；p0(1)＝1；p0(2)＝0；p0(3)＝0.5；x＝1size(I，2)；x＝x./size(I，2)；
p＝nlinfit(x，LineVector，vf，p0)；CenterPixel_x＝p(3)；x＝1size(I，1)；x＝x./size(I，1)；p＝nlinfit(x，RowVector，vf，p0)；CenterPixel_y＝p(3)；5)兩個(gè)曲線擬合的中心點(diǎn)為所求光學(xué)中心的行列坐標(biāo)，如圖1所示。
圖2為本發(fā)明應(yīng)用于Nokia7610手機(jī)數(shù)碼相機(jī)上的實(shí)施例。如圖所示，十字點(diǎn)和星號(hào)點(diǎn)為簡(jiǎn)單的中值和均值方法所求光學(xué)中心，圓圈點(diǎn)為本算法得到的光學(xué)中心。由圖可見，用本發(fā)明方法得到的點(diǎn)更接近于實(shí)際的鏡頭光學(xué)中心點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一，用待測(cè)數(shù)碼相機(jī)拍攝一幅均勻光照下平整白紙的數(shù)碼圖像；步驟二，對(duì)步驟一中所得數(shù)碼圖像做歸一化取反處理；步驟三，對(duì)步驟二輸出圖像在縱向方向上求所有掃描行的行平均向量，長(zhǎng)度為圖像寬度；在橫向方向上求所有掃描列的列平均向量，長(zhǎng)度為圖像高度；步驟四，對(duì)所述行平均向量和列平均向量分別做曲線擬合；步驟五，按兩個(gè)曲線擬合的中心點(diǎn)為所求光學(xué)中心的行列坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法，其特征在于所述步驟二中歸一化取反處理即對(duì)數(shù)碼圖像按函數(shù)Inew(i，j)＝Imax/I(i，j)做線性變換，其中Imax是圖像中最亮點(diǎn)的像素值，I(i，j)是原圖像各點(diǎn)的像素值，Inew(i，j)是歸一化取反處理后圖像各點(diǎn)的像素值，所述(i，j)是圖像行列坐標(biāo)值；所述步驟四中曲線擬合按公式y(tǒng)＝cosh(a(x-x0))+c進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)上標(biāo)定鏡頭光學(xué)中心的方法，包括五個(gè)步驟步驟一，用待測(cè)數(shù)碼相機(jī)拍攝一幅均勻光照下平整白紙的數(shù)碼圖像；步驟二，對(duì)步驟一中所得數(shù)碼圖像做歸一化取反處理；步驟三，對(duì)步驟二輸出圖像在縱向方向上求所有掃描行的行平均向量，長(zhǎng)度為圖像寬度；在橫向方向上求所有掃描列的列平均向量，長(zhǎng)度為圖像高度；步驟四，對(duì)行平均向量和列平均向量分別做曲線擬合；步驟五，按兩個(gè)曲線擬合的中心點(diǎn)即為光學(xué)中心的行列坐標(biāo)。本發(fā)明能比較有效地消除圖像噪聲的影響，而準(zhǔn)確定位鏡頭的光學(xué)中心。
文檔編號(hào)G01M11/02GK1873389SQ20051002644
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月3日
發(fā)明者馮曉光, 張本好, 林福輝 申請(qǐng)人:展訊通信(上海)有限公司