專利名稱：彩色光電系統(tǒng)中的圖像的幾何和亮度畸變校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色圖像技術(shù)，尤其涉及對(duì)彩色光電系統(tǒng)中的彩色圖像的幾何和亮度畸變進(jìn)行校正的方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)及顏色輸入輸出技術(shù)的發(fā)展，彩色圖像作為信息載體，在印刷、影像、廣告、影視、電子商務(wù)、數(shù)字娛樂等諸多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)圖像再現(xiàn)質(zhì)量的要求也越來越高。然而在通過彩色光電系統(tǒng)如照相機(jī)或攝像機(jī)獲取彩色圖像過程中有可能所攝圖像與真實(shí)的被攝物出現(xiàn)亮度和幾何偏差；或者，在通過投影儀進(jìn)行圖像輸出時(shí)，輸出的圖像出現(xiàn)亮度和幾何偏差。當(dāng)彩色圖像出現(xiàn)亮度和幾何偏差時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重影響圖像的質(zhì)量。因此，存在對(duì)能夠校正彩色光電系統(tǒng)的彩色圖像的幾何和亮度畸變進(jìn)行校正的技術(shù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種成像系統(tǒng)或投影系統(tǒng)中幾何和亮度畸變校正方法，消除因設(shè)備本身特性而導(dǎo)致的彩色圖像的幾何和亮度偏差。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種成像系統(tǒng)的幾何畸變校正方法，包括步驟所述成像系統(tǒng)對(duì)被拍攝物進(jìn)行拍攝，獲得所述拍攝物的初始幾何畸變圖像；根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)以及幾何畸變校正算法，對(duì)所述初始幾何畸變圖像進(jìn)行幾何畸變校正，得到?；蟮膱D像。其中，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)以及幾何畸變校正算法，對(duì)所述初始幾何畸變圖像進(jìn)行幾何畸變校正包括對(duì)于所述成像系統(tǒng)中的?；髨D像的每一個(gè)像素點(diǎn)，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)以及幾何畸變校正算法確定出與所述成像系統(tǒng)中的?；髨D像的每一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的、在所述初始畸變圖像中的相應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)，并將該相應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)的像素值賦值給所述成像系統(tǒng)中?；蟮膱D像中的每一個(gè)像素點(diǎn)。所述幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)為RGB三通道的幾何畸變曲線KPr=f ( 9 pr)=f (rpr),Kpg=f(θ pg) =f (rpg),Kpb=f ( 0 pb) =f (rpb);其中0pr, 0 pg, 0 pb是從所述成像系統(tǒng)的鏡頭出射的RGB三通道主光線分別與所述鏡頭光軸的夾角，
「0008]
權(quán)利要求
1.一種成像系統(tǒng)的幾何畸變校正方法，包括步驟 所述成像系統(tǒng)對(duì)被拍攝物進(jìn)行拍攝，獲得所述拍攝物的初始幾何畸變圖像； 根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)以及幾何畸變校正算法，對(duì)所述初始幾何畸變圖像進(jìn)行幾何畸變校正，得到?；蟮膱D像。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)為RGB三通道的幾何畸變曲線 Kpr=f ( 9 pr) =f (rpr),Kpg=f ( 0 pg) =f (rpg),Kpb=f ( 0 pb) =f (rpb);其中 0 pr，0 pg，0 pb是從所述成像系統(tǒng)的鏡頭出射的RGB三通道主光線分別與所述鏡頭光軸的夾角，
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述RGB三通道的幾何畸變曲線K1^Kpg和Kpb是所述成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)得到的；或者， 所述RGB三通道的幾何畸變曲線K1^Kpg和Kpb是根據(jù)所述成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)提供的或者通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量獲得的，其中，實(shí)驗(yàn)測(cè)量獲得K1^Kpg和Kpb是通過測(cè)量并計(jì)算畸變圖像各個(gè)畸變點(diǎn)的極徑rqr> rqr分別與對(duì)應(yīng)的無畸變點(diǎn)的極徑rff、rpr> rpr的對(duì)比關(guān)系而得到的。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的幾何畸變先驗(yàn)知識(shí)以及幾何畸變校正算法，對(duì)所述初始幾何畸變圖像進(jìn)行幾何畸變校正包括步驟 對(duì)于所述成像系統(tǒng)的?；蟮膱D像中的每一個(gè)像素點(diǎn)P，獲取其RGB三個(gè)通道的極坐標(biāo)(rpr, a )、(rpg, a )和(rpb, a ),其中 rpr=rpg=;rpb,并根據(jù)(rpr, a )、(rpg, a )和(rpb, a )和公式
5.一種成像系統(tǒng)的亮度畸變校正方法，包括步驟 所述成像系統(tǒng)對(duì)被拍攝物進(jìn)行拍攝，獲得所述拍攝物的初始亮度畸變圖像； 根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)以及亮度畸變校正算法，對(duì)所述初始亮度畸變圖像進(jìn)行亮度畸變校正，得到亮度校畸后的圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述成像系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)包括所述成像系統(tǒng)的RGB三通道的亮度畸變曲線L (x，y)、Lg (x，y)和Lb (x，y)，所述亮度畸變曲線L(X, y)、Lg (x, y)和Lb (x, y)是所述成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)得到的； 根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)以及亮度畸變校正算法，對(duì)所述初始亮度畸變圖像進(jìn)行亮度畸變校正包括 對(duì)于所述初始亮度畸變圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)M,提取RGB三個(gè)通道的畸變亮度值(x, y)> Lag (x,y)和 Lab (x, y)； 根據(jù)如下公式確定所述每一個(gè)像素點(diǎn)M的RGB三個(gè)通道的?；蟮牧炼戎礚L (x，y)，
7.如權(quán)利要求6述的方法，其中，所述成像系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)如下獲得 在均勻純白光E50照明下對(duì)均勻灰度板進(jìn)行拍照成像，其中，拍照時(shí)成像系統(tǒng)主光軸垂直于均勻灰度板，并使均勻灰度板完全充滿成像系統(tǒng)視場(chǎng)； 從所述成像系統(tǒng)輸出的圖像中，獲取所述圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)的實(shí)測(cè)的RGB三通道的亮度值 R (x,y)、G (x, y)、B (x, y)； 計(jì)算出所述成像系統(tǒng)輸出的圖像中的所有像素點(diǎn)的RGB三個(gè)通道的平均亮度值! …，r R .Uavg，^avg， 根據(jù)下述公式確定的RGB三通道的亮度畸變曲線L (x，y)、Lg (x，y)和Lb (x，y)作為所述成像系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述成像系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)以及亮度畸變校正算法，對(duì)所述初始亮度畸變圖像進(jìn)行亮度畸變校正包括 對(duì)于所述初始亮度畸變圖像中的每一個(gè)像素點(diǎn)，提取該每一個(gè)像素點(diǎn)的RGB三個(gè)通道的畸變亮度值 Lar (x,y)、Lag (x, y)和 Lab (x, y)； 根據(jù)如下公式確定所述每一個(gè)像素點(diǎn)的RGB三個(gè)通道的?；蟮牧炼戎礚L (x, y)，Lig (x, y), Lib (x, y)
9.一種投影系統(tǒng)中的亮度畸變校正方法，包括步驟 所述投影系統(tǒng)接收待投影的圖像的圖像數(shù)據(jù)； 根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的所述投影系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)，對(duì)接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行亮度畸變校正，得到?；蟮膱D像數(shù)據(jù)并從所述投影系統(tǒng)輸出。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述投影系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)為所述投影系統(tǒng)的各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的圖像數(shù)據(jù)亮度畸變系數(shù)； 通過如下步驟獲得所述投影系統(tǒng)的亮度畸變先驗(yàn)知識(shí) 設(shè)置所述投影系統(tǒng)在幕布上投射均勻灰度板圖像，其各個(gè)坐標(biāo)的RGB三通道的無畸變亮度值為 Rtb (x,y),Gtb (x,y),Btb (x,y)或者 Rtb (r),Gtb (r),Btb (r),其中,Rtb (r),Gtb(r), Btb (r)分別為圓對(duì)稱的與極角a無關(guān)的數(shù)據(jù),其中
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成像系統(tǒng)或投影系統(tǒng)的幾何和亮度畸變校正方法。所述方法預(yù)先獲取成像系統(tǒng)或投影系統(tǒng)的幾何和亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)，利用幾何和亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)，對(duì)成像系統(tǒng)或投影系統(tǒng)待處理的圖像分別進(jìn)行幾何和亮度畸變校正。本發(fā)明中，由于預(yù)先了解到成像系統(tǒng)或投影系統(tǒng)的幾何和亮度畸變特性，從而可以根據(jù)系統(tǒng)的幾何和亮度畸變先驗(yàn)知識(shí)對(duì)待處理的圖像的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何和亮度畸變校正，以消除因系統(tǒng)設(shè)備本身特性而引入的彩色圖像的幾何和亮度偏差，實(shí)現(xiàn)“所見即所得”的目標(biāo)。
文檔編號(hào)H04N9/64GK102722870SQ201210166718
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者賈偉 申請(qǐng)人:北京泰邦天地科技有限公司