图像畸变矫正方法和系统的制作方法
【专利说明】图像畸变矫正方法和系统 【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种图像畸变矫正方法和系统。 【【背景技术】】
[0002] 图像畸变是图像处理中经常遇到的问题，比如为了获得角度更加宽广的镜头，常 常采用广角镜头即鱼眼镜头拍照，然而采用了鱼眼镜头拍出来的照片会产生严重的图像畸 变。图像畸变对图像处理分析是非常不利的，需要对图像畸变进行矫正。
[0003] 现有典型的对图像进行畸变矫正的方法包括高阶多项式模型方法和除法模型方 法。下面对这两种方法做简要介绍：
[0004] 1、高阶多项式模型
[0005] 该方法是假设畸变函数连续可微，从而可以将畸变函数进行泰勒展开，畸变矫正 模型公式如下：
【主权项】
1. 一种图像畸变矫正方法，其特征在于，包括： 步骤Sl :对一基准图片的原图片进行畸变，得到所述基准图片畸变后的图片，其中所 述基准图片中标定有N个离散点，N > 1且N为自然数； 步骤S2 :得到所述原图片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图片中每一离散点 的位置； 步骤S3 :用所述畸变后的图片中离散点的位置减去所述原图片中离散点的位置，得到 离散点的移位矢量； 步骤S4 :采用插值方法计算出所述基准图片的整个图像的移位矢量场； 步骤S5 :根据所述移位矢量场对需矫正图像进行图像畸变矫正。
2. 根据权利要求1所述的图像畸变矫正方法，其特征在于，所述基准图片为网格图，离 散点为网格点； 在所述步骤Sl中，对一基准图片的原图片进行畸变的步骤具体为：采用鱼眼镜头或哈 哈镜对基准图片的原图片拍照。
3. 根据权利要求1或2所述的图像畸变矫正方法，其特征在于，所述步骤S2具体为： 通过人工测量，得到所述原图片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图片中每一离 散点的位置；或者 将原图片的电子档和畸变后的图片的电子档输入计算机，通过计算机计算出所述原图 片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图片中每一离散点的位置； 其中，设X'（i，j)和Y'（i，j)分别为原图片中点的X轴坐标位置和Y轴坐标位置，设 X(i, j)和Y(i, j)分别为畸变后的图片中点的X轴坐标位置和Y轴坐标位置。
4. 根据权利要求3所述的图像畸变矫正方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：离散 点的移位矢量为：u(i，j) =X'（i，j)-X(i，j)，v(i，j) =Y'（i，j)-Y(i，j)，其中 u(i，j)为基 准图片中坐标（i，j)畸变前后的X轴方向移位矢量，v(i，j)为基准图片中坐标（i，j)畸变 前后的Y轴方向移位矢量；根据离散点的坐标X'（i，j)、X(i，j)、Y'（i，j)和Y(i，j)，计算出 二维函数u (x, y)和v (x, y)在离散点u (i, j)，v (i, j)的函数值； 所述步骤S4具体为：采用线性插值方法计算出二维函数u(x，y)和v(x，y)在每个像素 点的函数值，得到所述基准图片的整个图像的移位矢量场。
5. 根据权利要求1所述的图像畸变矫正方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：根据 所述移位矢量场，将需矫正图像中每一像素点的位置减去每一像素点的移位矢量，得到畸 变矫正后的图像。
6. -种图像畸变矫正系统，其特征在于，包括： 畸变模块，用于对一基准图片的原图片进行畸变，得到所述基准图片畸变后的图片，其 中所述基准图片中标定有N个离散点，N > 1且N为自然数； 数据处理模块，用于对所述原图片和所述畸变后的图片的数据进行处理，所述数据处 理模块包括： 离散点位置处理单元，用于得到所述原图片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图 片中每一离散点的位置； 移位矢量计算单元，用所述畸变后的图片中离散点的位置减去所述原图片中离散点的 位置，得到离散点的移位矢量； 移位矢量场计算单元，采用插值方法计算出所述基准图片的整个图像的移位矢量场； 畸变矫正单元，用于根据所述移位矢量场对需矫正图像进行图像畸变矫正。
7. 根据权利要求6所述的图像畸变矫正系统，其特征在于，所述基准图片为网格图，离 散点为网格点； 所述畸变模块为鱼眼镜头或哈哈镜，通过对所述基准图片的原图片拍照，得到所述基 准图片畸变后的图片。
8. 根据权利要求6或7所述的图像畸变矫正系统，其特征在于，所述离散点位置处理单 元通过接收人工测量结果，得到所述原图片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图片中 每一离散点的位置；或者 所述离散点位置处理单元通过接收原图片的电子档和畸变后的图片的电子档，计算出 所述原图片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图片中每一离散点的位置； 其中，设X'（i，j)和Y'（i，j)分别为原图片中点的X轴坐标位置和Y轴坐标位置，设 X(i, j)和Y(i, j)分别为畸变后的图片中点的X轴坐标位置和Y轴坐标位置。
9. 根据权利要求8所述的图像畸变矫正系统，其特征在于，所述移位矢量计算单元通 过如下方式得到离散点的移位矢量：离散点的移位矢量为：u(i, j) = X'（i, j-)X(i,，j) v(i，j) = Y'（i，j)-Y(i，j)，其中u(i，j)为基准图片中坐标（i，j)畸变前后的X轴方向移 位矢量，v(i，j)为基准图片中坐标（i，j)畸变前后的Y轴方向移位矢量；根据离散点的 坐标X'（i, j)、X(i, j)、Y'（i, j)和Y(i, j)，计算出二维函数u(x, y)和v(x, y)在离散点 u(i, j), v(i, j)的函数值； 所述移位矢量场计算单元采用线性插值方法计算出二维函数u(x，y)和v(x，y)在每个 像素点的函数值，得到所述基准图片的整个图像的移位矢量场。
10. 根据权利要求6所述的图像畸变矫正系统，其特征在于，所述畸变矫正单元根据所 述移位矢量场，将需矫正图像中每一像素点的位置减去每一像素点的移位矢量，得到畸变 矫正后的图像。
【专利摘要】本发明涉及图像处理技术领域，提供了一种图像畸变矫正方法和系统。其中图像畸变矫正方法包括：步骤S1：对一基准图片的原图片进行畸变，得到所述基准图片畸变后的图片，其中所述基准图片中标定有N个离散点，N≥1且N为自然数；步骤S2：得到所述原图片中每一离散点的位置以及所述畸变后的图片中每一离散点的位置；步骤S3：用所述畸变后的图片中离散点的位置减去所述原图片中离散点的位置，得到离散点的移位矢量；步骤S4：采用插值方法计算出所述基准图片的整个图像的移位矢量场；步骤S5：根据所述移位矢量场对需矫正图像进行图像畸变矫正。本发明的图像畸变矫正方法和系统方式简单、自适应能力强且矫正效果好。
【IPC分类】G06T5-00
【公开号】CN104809696
【申请号】CN201410040353
【发明人】王守觉, 蒋泳森, 胡志峰
【申请人】中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月27日