一種球面透視投影模型校正參數獲取方法
2023-04-23 11:26:26 1
一種球面透視投影模型校正參數獲取方法
【專利摘要】本發明提供一種球面透視投影模型校正參數獲取方法，包括：設置初始值i＝0、Ri＝0.80，設置j＝0、Tj＝0.80；根據球面透視投影模型對魚眼畸變圖像進行校正，得到校正輸出圖像；對得到的校正輸出圖像進行灰度圖轉換後，依次進行腐蝕、膨脹、開閉運算處理，得到基於閉運算的重建圖像；對重建圖像進行霍夫線段檢測得到物體邊緣特徵直線；獲取θ＝90°±5°與θ＝0°±5°的物體邊緣特徵直線所佔比例PER(i,j)滿足PER(i,j)≥95％的PER(i,j)及其對應的橫向畸變係數Ri與縱向畸變係數Tj；從PER(i,j)中選取最大值PERmax(s,t)對應的橫向畸變係數Rs與縱向畸變係數Tt作為球面透視投影模型校正參數。本發明具有成本低、計算複雜度小等特定，可廣泛應用於圖像處理領域。
【專利說明】一種球面透視投影模型校正參數獲取方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及圖像處理技術，特別是涉及一種球面透視投影模型校正參數獲取方法。
【背景技術】
[0002]眾所周知，相比於普通鏡頭，魚眼鏡頭具有更廣的視場角，故其可獲取更多的圖像信息；但實際應用中，魚眼鏡頭所記錄的圖像均為全景畸變的魚眼畸變圖像。如果要在企業監控系統中推廣應用魚眼監控系統，就必須先解決魚眼鏡頭全景畸變的校正問題。
[0003]魚眼畸變圖像的校正主要分三步:第一步為魚眼畸變圖像有效區域的提取，第二步為魚眼畸變圖像的畸變校正模型的應用，第三步為插值處理。其中，第二步的核心為獲取畸變校正模型的模型參數；因為畸變校正模型的模型參數的準確性會直接影響魚眼畸變圖像的校正效果。目前，畸變校正模型主要有基於經度坐標的校正模型、等距投影校正模型和球面透視投影模型:基於經度坐標的校正模型和等距投影校正模型只能實現一般大廣角的畸變圖像的校正，對於超大廣角的畸變圖像則校正效果較差，比如，達到甚至超過180度的魚眼畸變圖像。對於當前應用最廣泛的畸變校正效果較好的球面透視投影模型，其模型參數的獲取需要用到棋盤模板、雷射設備與複雜的精密儀器等，且模型參數獲取的計算複雜度也較高。
[0004]由此可見，現有技術中，球面透視投影模型校正參數獲取成本高，且校正參數獲取的計算複雜度也較高。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種成本低、計算複雜度也比較低的球面透視投影模型校正參數獲取方法。
[0006]為了達到上述目的，本發明提出的技術方案為:
[0007]一種球面透視投影模型校正參數獲取方法，包括如下步驟:
[0008]步驟1、設置i = O、Ri = 0.80 ;其中，i為非負整數，且O≤i ( 40 ;橫向畸變係數Ri為實數，且0.80 < Ri < 1.20 ;i與Ri之間的關係為一一對應關係。
[0009]步驟2、設置j = O、Tj = 0.80 ;其中，j為非負整數，且O≤j≤40 ;縱向畸變係數Tj為實數，且0.80 ( Tj ( 1.20 ；j與Tj之間的關係為一一對應關係。
[0010]步驟3、根據球面透視投影模型
【權利要求】
1.一種球面透視投影模型校正參數獲取方法，其特徵在於，所述校正參數獲取方法包括如下步驟: 步驟1、設置i = O、Ri = 0.80 ;其中，i為非負整數，且O < i ( 40 ;橫向畸變係數Ri為實數，且0.80 < Ri < 1.20 ;i與Ri之間的關係為一一對應關係； 步驟2、設置j = O、Tj = 0.80 ;其中，j為非負整數，且O < j < 40 ;縱向畸變係數Tj為實數，且0.80 ( Tj ( 1.20 ；j與Tj之間的關係為一一對應關係； 步驟3、根據球面透視投影模型
對魚眼畸變圖像進行校正，
得到校正輸出圖像；其中，(U，ν)τ為校正輸出圖像所在坐標系的坐標點；(x，y)為魚眼畸變
圖像所在坐標系的坐標點
Z為景深係數，r為球面透視投影模型的半徑； 步驟4、對步驟3得到的校正輸出圖像進行灰度圖轉換後，依次進行腐蝕、膨脹、開閉運算處理，得到基於閉運算的重建圖像； 步驟5、採用隨機霍夫變換對重建圖像進行霍夫線段檢測，得到重建圖像中的物體邊緣特徵直線； 步驟6、在所有重建圖像的物體邊緣特徵直線中，獲取Θ =90° ±5°與Θ =0° ±5°的物體邊緣特徵直線所佔比例PER(i，j)，並判斷PER(i，j) > 95%是否成立:如果成立，則存儲PER(i，j)及其對應的橫向畸變係數Ri與縱向畸變係數Tj ;其中，Θ為物體邊緣特徵直線與水平線的夾角； 步驟7、判斷j>40是否成立:如果不成立，則令j = j+UTj = Tj+0.01，返回步驟3 ;如果成立，則執行步驟8; 步驟8、判斷i>40是否成立:如果不成立,則令i = i+1、Ri = Ri+0.01,返回步驟2 ;如果成立，則執行步驟9; 步驟9、從已存儲的PER(i，j)中選取最大值PERmax(s，t)對應的橫向畸變係數Rs與縱向畸變係數Tt作為球面透視投影模型校正參數；其中，s e 1、t e j。
【文檔編號】G06T7/00GK104200468SQ201410433029
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】程德強, 劉洋, 趙國, 張劍英, 劉海, 李雷達, 金玉 申請人:中國礦業大學