徑向畸變參數(shù)獲取方法及獲取裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了徑向畸變參數(shù)的獲取方法及獲取裝置。所述方法包括，隨機(jī)選擇一個平面作為第一平面；使數(shù)字成像設(shè)備的光軸垂直于所述第一平面，拍攝得到畸變圖像；從所述畸變圖像中獲取n條圓??；根據(jù)所述圓弧計算出所述數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)。所述裝置包括，選擇單元，拍攝單元，獲取單元，計算單元。應(yīng)用本發(fā)明的實施例，只需要拍攝一張畸變圖像即可獲取數(shù)字成像設(shè)備的畸變參數(shù)，而且畸變圖像可以依據(jù)自然環(huán)境獲取。本發(fā)明實施例中提供的方法或裝置，具有操作簡便，適用性廣，實用性強(qiáng)等優(yōu)點。
【專利說明】徑向畸變參數(shù)獲取方法及獲取裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及徑向畸變參數(shù)獲取方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鏡頭畸變是指圖像中存在的透視失真的總稱。使用數(shù)字成像設(shè)備拍攝得到的所有圖像都或多或少存在鏡頭畸變，因此使用數(shù)字成像設(shè)備拍攝得到的圖像也被稱為畸變圖像。鏡頭畸變包括徑向畸變、偏心畸變及薄棱鏡畸變等類型，其中對圖像失真影響最大的是徑向畸變。徑向畸變會弓丨起圖像內(nèi)的點產(chǎn)生相對于畸變中心的徑向移動，離畸變中心距離越遠(yuǎn)的點移動量越大。由于存在徑向畸變，在數(shù)字成像設(shè)備拍攝得到的畸變圖像中，距離畸變中心越遠(yuǎn)的部分失真越嚴(yán)重。
[0003]在圖像處理領(lǐng)域，定量分析法的應(yīng)用越來越廣泛。在對畸變圖像進(jìn)行定量分析時，徑向畸變引起的圖像失真越嚴(yán)重，定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確性就越差。為減小徑向畸變對定量分析結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，通常做法是，首先對畸變圖像中的徑向畸變進(jìn)行校正，然后對校正后的圖像進(jìn)行定量分析。對徑向畸變進(jìn)行校正，可以減小圖像失真，從而提高定量分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。在徑向畸變校正過程中，需要使用數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)，徑向畸變參數(shù)包括畸變系數(shù)與畸變中心。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，獲取徑向畸變參數(shù)的方法有多種，這些方法都是先假設(shè)數(shù)字成像設(shè)備符合小孔成像模型，通過移動標(biāo)定板或數(shù)字成像設(shè)備，從多個不同角度拍攝標(biāo)定板，獲取多張畸變圖像；以標(biāo)定板中的角點作為畸變圖像的特征點，計算出數(shù)字成像設(shè)備的內(nèi)參數(shù)，再根據(jù)所述內(nèi)參數(shù)通過非線性優(yōu)化的辦法求出徑向畸變參數(shù)。
[0005]發(fā)明人對現(xiàn)有技術(shù)研究后發(fā)現(xiàn)，采用現(xiàn)有方法獲取徑向畸變參數(shù)，過程非常復(fù)雜，不但需要使用標(biāo)定板，而且需要拍攝多張圖像，操作不便，實用性差。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了徑向畸變參數(shù)獲取方法及裝置，以解決現(xiàn)有獲取徑向畸變參數(shù)獲取操作不便，實用性差的問題。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種徑向畸變參數(shù)獲取方法，該方法包括:隨機(jī)選擇一個平面作為第一平面；使數(shù)字成像設(shè)備的光軸垂直于所述第一平面拍攝所述第一平面，得到所述第一平面的畸變圖像，所述畸變圖像中包含m條直線的圖像，所述m條直線位于所述第一平面，且所述m條直線相互平行，其中m ^ 2 ;從所述畸變圖像中獲取η條圓弧，其中每一條圓弧表示所述m條直線中一條直線的圖像，其中2 < η < m ;根據(jù)所述圓弧計算出所述數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)。
[0008]結(jié)合第一方面，在第一方面第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述從所述畸變圖像中獲取η條圓弧包括:從所述畸變圖像中獲取η個點集，其中每一個點集由一條備選直線的圖像上3個以上點組成，所述備選直線為所述m條直線其中一條；分別使用每一個所述點集擬合出一條圓弧。[0009]結(jié)合第一方面，在第一方面第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述從所述畸變圖像中獲取η條圓弧包括:從所述畸變圖像中獲取η個點集，其中每一個點集由一條備選直線的圖像上3個以上點組成，所述備選直線為所述m條直線其中一條；確定所述畸變圖像的輪廓邊界；從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集，所述圓弧集包括所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中所有直線的圖像所對應(yīng)的圓?。粡乃鰣A弧集中，分別獲取與每一個點集距離最近的圓弧。
[0010]結(jié)合第一方面第二種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述確定所述畸變圖像的輪廓邊界包括:使用坎尼算子Canny operator提取所述畸變圖像的邊緣點；鏈接所述邊緣點，得到所述畸變圖像的輪廓邊界。
[0011]結(jié)合第一方面第二種可能的實現(xiàn)方式或第一方面第三種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集包括:使用隨機(jī)采樣一致性Ransac算法從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集，所述圓弧集包括所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中所有直線的圖像所對應(yīng)的圓弧。
[0012]結(jié)合第一方面、第一方面第一種可能的實現(xiàn)方式、第一方面第二種可能的實現(xiàn)方式、第一方面第三種可能的實現(xiàn)方式或第一方面第四種可能的實現(xiàn)方式，在第一方面第五種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述圓弧計算出所述數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)，包括:獲取所述η條圓弧的第一交點坐標(biāo)(Xpy1)與第二交點坐標(biāo)(X^y2);根據(jù)所述交點坐標(biāo)計算畸變中心坐標(biāo)(xd0, yd0)及畸變系數(shù) λ，其中 xd0 = (x!+x2)/2, yd0 = (Yjy2)/2, λ = -4/
【權(quán)利要求】
1.一種徑向畸變參數(shù)獲取方法,其特征在于,包括: 隨機(jī)選擇一個平面作為第一平面； 使數(shù)字成像設(shè)備的光軸垂直于所述第一平面拍攝所述第一平面，得到所述第一平面的畸變圖像，所述畸變圖像中包含m條直線的圖像，所述m條直線位于所述第一平面，且所述m條直線相互平行，其中m≥2; 從所述畸變圖像中獲取η條圓弧，其中每一條圓弧表示所述m條直線中一條直線的圖像，其中2≤η≤m ; 根據(jù)所述圓弧計算出所述數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述從所述畸變圖像中獲取η條圓弧包括: 從所述畸變圖像中獲取η個點集，其中每一個點集由一條備選直線的圖像上3個以上點組成，所述備選直線為所述m條直線其中一條； 分別使用每一個所述點集擬合出一條圓弧。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述從所述畸變圖像中獲取η條圓弧包括: 從所述畸變圖像中獲取η個點集，其中每一個點集由一條備選直線的圖像上3個以上點組成，所述備選直線為所述m條直線其中一條； 確定所述畸變圖像的輪廓邊界； 從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集，所述圓弧集包括所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中所有直線的圖像所對應(yīng) 的圓弧； 從所述圓弧集中，分別獲取與每一個點集距離最近的圓弧。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定所述畸變圖像的輪廓邊界包括: 使用坎尼算子Canny operator提取所述畸變圖像的邊緣點； 鏈接所述邊緣點，得到所述畸變圖像的輪廓邊界。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集包括: 使用隨機(jī)采樣一致性Ransac算法從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集，所述圓弧集包括所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中所有直線的圖像所對應(yīng)的圓弧。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述圓弧計算出所述數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)，包括: 獲取所述η條圓弧的第一交點坐標(biāo)(X^y1)與第二交點坐標(biāo)(Xi^y2); 根據(jù)所述交點坐標(biāo)計算畸變中心坐標(biāo)(xdCi，ydCi)及畸變系數(shù)λ，其中Xdtl = (χ!+χ2)/2,
7.一種徑向畸變參數(shù)獲取裝置，其特征在于，包括: 選擇單元，用于隨機(jī)選擇一個平面作為第一平面； 拍攝單元，用于使數(shù)字成像設(shè)備的光軸垂直于所述選擇單元選擇的所述第一平面拍攝所述第一平面，得到所述第一平面的畸變圖像，所述畸變圖像中包含m條直線的圖像，所述m條直線位于所述第一平面，且所述m條直線相互平行，其中m > 2 ; 獲取單元，用于從所述拍攝單元拍攝得到的所述畸變圖像中獲取η條圓弧，其中每一條圓弧表示所述m條直線中一條直線的圖像,2 ^ n ^ m ；計算單元，用于根據(jù)所述獲取單元獲取到的所述圓弧，計算出所述數(shù)字成像設(shè)備的徑向畸變參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元包括: 第一點集獲取子單元，用于從所述畸變圖像中獲取η個點集，其中每一個點集由一條備選直線的圖像上3個以上點組成，所述備選直線為所述m條直線其中一條； 圓弧擬合子單元，用于分別使用所述第一點集獲取子單元的獲取到的每一個所述點集擬合出一條圓弧。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述獲取單元包括: 第二點集獲取子單元，用于從所述畸變圖像中獲取η個點集，其中每一個點集由一條備選直線的圖像上3個以上點組成，所述備選直線為所述m條直線其中一條； 邊界確定子單元，用于確定所述畸變圖像的輪廓邊界； 圓弧集生成子單元，用于從所述邊界確定子單元確定的所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集，所述圓弧集包括所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中所有直線的圖像所對應(yīng)的圓??； 圓弧選擇子單元，用于從所述圓弧集生成子單元生成的所述圓弧集中，分別獲取與第二點集獲取子單元獲取到的每一個點集距離最近的圓弧。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述邊界確定子單元，包括: 邊緣點提取子單元，用于使用Canny operator提取所述畸變圖像的邊緣點； 邊緣點鏈接子單元，用于鏈接所述邊緣點提取子單元提取到的所述邊緣點，得到所述畸變圖像的輪廓邊界。
11.如權(quán)利要求9或10所述的裝置，其特征在于， 所述圓弧集生成子單元，用于使用隨機(jī)采樣一致性Ransac算法從所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中獲取圓弧集，所述圓弧集包括所述輪廓邊界內(nèi)的畸變圖像中所有直線的圖像所對應(yīng)的圓弧。
12.如權(quán)利要求7至11任意一項權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，所述計算單元包括: 交點獲取子單元，獲取所述η條圓弧的第一交點坐標(biāo)(Xpy1)與第二交點坐標(biāo)(Xi^y2);參數(shù)計算子單元，用于根據(jù)所述交點獲取子單元獲取到的交點坐標(biāo)計算畸變中心坐標(biāo)(xdQ, yd0)及畸變系數(shù) λ，其中
【文檔編號】G06T7/00GK103617615SQ201310616512
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】杜歆, 李水平 申請人:華為技術(shù)有限公司