專利名稱：應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換方法以及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換方法以及裝置。
背景技術(shù)：
視頻和圖像的投影變換是機(jī)器視覺和視頻處理中用到的比較多的技術(shù)，特別是在全景成像系統(tǒng)中，投影變換是重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。常見的投影方式有透視變換(包括仿射變換，平移變換和旋轉(zhuǎn)變換)，柱面投影，球面投影等。現(xiàn)有技術(shù)中，實(shí)現(xiàn)投影變換的算法，都是通過投影正變換來實(shí)現(xiàn)的，這種方式是通過從真實(shí)的圖像找到虛擬的圖像的像素值，這種方式的正確性不高。而采用硬件方式實(shí)現(xiàn)投影的設(shè)計(jì)常見的都是針對特定的投影方式進(jìn)行獨(dú)立處理，通常一種投影變換裝置只能實(shí)現(xiàn)一種投影變換。比如透視變換就采用矩陣運(yùn)算的方式，或采用特定的顯示芯片進(jìn)行處理。因此，現(xiàn)有的投影變換技術(shù)不具備通用性，也不適合在嵌入式領(lǐng)域使用，尤其不適合IC或FPGA芯片的硬件實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換方法以及裝置，能夠解決現(xiàn)在的投影變換方法的效果不好，投影變換裝置只能實(shí)現(xiàn)一種投影變換并且無法應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換方法，其包括以下步驟:生成變換圖像坐標(biāo):按照設(shè)定順序生成變換圖像坐標(biāo)；計(jì)算原圖像坐標(biāo):確定投影方式，根據(jù)投影方式的反變換公式獲得變換圖像坐標(biāo)所對應(yīng)的原圖像坐標(biāo)；提取像素值:根據(jù)原圖像坐標(biāo)提取其在原圖像上對應(yīng)的像素值；坐標(biāo)投影變換:通過投影方式的變換公式獲得原圖像的變換前坐標(biāo)對應(yīng)的變換后坐標(biāo)；形成變換圖像:通過像素值和變換后坐標(biāo)形成變換圖像。優(yōu)選地，投影方式為透視變換，設(shè)變換圖像坐標(biāo)為(U，V)，原圖像坐標(biāo)為(x，y)，透
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視變換的反變換公式為
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換方法，其特征在于，其包括以下步驟: 生成變換圖像坐標(biāo):按照設(shè)定順序生成變換圖像坐標(biāo)； 計(jì)算原圖像坐標(biāo):確定投影方式，根據(jù)所述投影方式的反變換公式獲得所述變換圖像坐標(biāo)所對應(yīng)的原圖像坐標(biāo)； 提取像素值:根據(jù)所述原圖像坐標(biāo)提取其在原圖像上對應(yīng)的像素值； 坐標(biāo)投影變換:通過所述投影方式的變換公式獲得所述原圖像的變換前坐標(biāo)對應(yīng)的變換后坐標(biāo)； 形成變換圖像:通過所述像素值和變換后坐標(biāo)形成所述變換圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的投影變換方法，其特征在于，所述投影方式為透視變換，設(shè)所述變換圖像坐標(biāo)為U，V)，所述原圖像坐標(biāo)為(x，y)，所述透視變換的反變換公式為:
3.如權(quán)利要求1所述的投影變換方法，其特征在于，所述投影方式為柱面投影變換，設(shè)所述變換圖像坐標(biāo)為(U，V)，所述原圖像坐標(biāo)為(X，y)，所述柱面投影的反變換公式:
4.如權(quán)利要求1所述的投影變換方法，其特征在于，所述投影方式為桶形投影變換，設(shè)所述圖像的中心點(diǎn)坐標(biāo)(xc, yc)為原點(diǎn),設(shè)所述原圖像坐標(biāo)為(xu,yu),設(shè)畸變系數(shù)為S，因 此，所述桶形投影變換的反變換公式為:
5.一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換裝置，其特征在于，其包括: 生成變換圖像坐標(biāo)模塊:其用于按照設(shè)定順序生成變換圖像坐標(biāo)； 計(jì)算原圖像坐標(biāo)模塊:其用于確定投影方式，根據(jù)所述投影方式的反變換公式獲得所述變換圖像坐標(biāo)所對應(yīng)的原圖像坐標(biāo)； 提取像素值模塊:其用于根據(jù)所述原圖像坐標(biāo)提取其在原圖像上對應(yīng)的像素值；坐標(biāo)投影變換模塊:其用于通過投影方式的變換公式獲得所述原圖像的變換前坐標(biāo)所對應(yīng)的變換后坐標(biāo)； 形成變換圖像模塊:其用于通過所述像素值和變換后坐標(biāo)形成所述變換圖像。
6.一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換裝置，其特征在于，其包括: 坐標(biāo)生成模塊:其用于按照設(shè)定順序生成變換圖像坐標(biāo)； 原圖像存儲模塊:其用于存儲原圖像； 控制模塊:其連接所述坐標(biāo)生成模塊以及圖像讀取模塊，用于接收所述變換圖像坐標(biāo)以及變換前坐標(biāo)，并確定投影方式，根據(jù)所述投影方式的反變換公式獲得所述變換圖像坐標(biāo)所對應(yīng)的原圖像坐標(biāo)，輸出原圖像坐標(biāo)，根據(jù)投影方式的變換公式獲得所述原圖像的變換前坐標(biāo)所對應(yīng)的變換后坐標(biāo)，輸出變換后坐標(biāo)； 圖像讀取模塊:其連接所述原圖像存儲模塊，用于獲取所述原圖像的像素的變換前坐標(biāo)以及原圖像坐標(biāo)在所述原圖像上對應(yīng)的像素值； 校正模塊:其連接所述控制模塊以及圖像讀取模塊，用于接收所述像素值以及變換后坐標(biāo)，把所述像素值賦于所述變換后坐標(biāo)； 圖像形成模塊:其連接所述校正模塊以及控制模塊，用于根據(jù)所述像素值以及變換后坐標(biāo)形成所述變換圖像；以及 變換圖像存儲模塊:其連接所述圖像形成模塊，用于存儲所述變換圖像。
7.如權(quán)利要求6所述的投影變換裝置，其特征在于，所述投影變換方式包括透視變換、柱面投影變換以及桶 形投影變換。
8.如權(quán)利要求6所述的投影變換裝置，其特征在于，所述投影變換裝置包括輸入緩存模塊以及輸出緩存模塊，所述輸入緩存模塊連接所述圖像讀取模塊以及校正模塊，所述輸出緩存模塊連接所述圖像形成模塊以及校正模塊，所述輸入緩存模塊存儲設(shè)定數(shù)量的像素的原圖像坐標(biāo)以及其對應(yīng)的像素值，所述輸出緩存模塊存儲設(shè)定數(shù)量的變換后坐標(biāo)以及所述像素值； 所述控制模塊檢測輸入緩存模塊是否已經(jīng)存儲滿所述設(shè)定數(shù)量的像素，如果是，所述控制模塊控制所述校正模塊把所述設(shè)定數(shù)量的像素值以及變換后坐標(biāo)復(fù)制到所述輸出緩存模塊，否則，所述控制模塊控制所述圖像讀取模塊繼續(xù)讀取所述設(shè)定數(shù)量的像素的變換前坐標(biāo)以及根據(jù)所述原圖像坐標(biāo)獲取其在所述原圖像上對應(yīng)的像素值； 所述控制模塊檢測輸出緩存模塊是否存儲滿所述設(shè)定數(shù)量的像素，如果是，所述控制模塊控制所述圖像形成模塊讀取所述輸出緩存模塊的的像素值以及變化后坐標(biāo)，并根據(jù)所述像素值以及變換后坐標(biāo)形成所述變換圖像，否則，所述控制模塊控制所述校正模塊復(fù)制所述設(shè)定數(shù)量的像素值以及變換后坐標(biāo)到所述輸出緩存模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的投影變換裝置，其特征在于，所述投影變換裝置還包括插值模塊，其連接所述輸入緩存模塊，其用于當(dāng)所述控制模塊生成的原圖像坐標(biāo)為小數(shù)坐標(biāo)時，所述插值模塊把所述小數(shù)坐標(biāo)的像素通過插值的方式替換為最接近所述小數(shù)坐標(biāo)的整數(shù)坐標(biāo)的像素。
10.如權(quán)利要求6所述的投影變換裝置，其特征在于，所述投影變換裝置基于FPGA設(shè)計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換方法，其包括以下步驟生成變換圖像坐標(biāo)按照設(shè)定順序生成變換圖像坐標(biāo)；計(jì)算原圖像坐標(biāo)確定投影方式，根據(jù)所述投影方式的反變換公式獲得所述變換圖像坐標(biāo)所對應(yīng)的原圖像坐標(biāo)；提取像素值根據(jù)原圖像坐標(biāo)提取其在原圖像上對應(yīng)的像素值；坐標(biāo)投影變換通過投影方式的變換公式獲得原圖像的變換前坐標(biāo)對應(yīng)的變換后坐標(biāo)；形成變換圖像通過像素值和變換后坐標(biāo)形成變換圖像。本發(fā)明還提出一種應(yīng)用于全景成像系統(tǒng)的投影變換裝置。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)多種投影變換，并且使得投影變換能夠適用于嵌入式領(lǐng)域，尤其是IC或者FPGA芯片中。
文檔編號G06T3/00GK103106641SQ201310059020
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者徐淵, 周清海, 朱明程, 孫偉昶 申請人:徐淵, 周清海