[发明专利]一种图像纠偏处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术，特别是涉及一种对于畸变图像进行纠偏的处理方法。

背景技术

当用数码相机或手机等拍摄设备拍摄照片、名片、文本等资料时，所拍到的图像往往是倾斜的，另外，照片、名片、文本等本来是矩形的物体会发生畸变而变成任意四边形，放大来看时尤其明显。其原因一是拍摄者并没有正对垂直于被拍摄物体上，与被拍摄物体之间存在着一定的水平距离和偏离角度；二是拍摄设备的各项数据参数，尤其是镜头参数的差异化相距甚远，导致这种畸变的现象极为常见，对人们的资料读取及处理造成困难。

申请号为200410095109.4的专利，专利名称为图像处理系统及图像处理方法和电子相机及图像处理装置。该发明的图像处理系统由电子照像机及图像处理装置组成，电子照相机拍摄到的图像以再生模式显示在监视器上，如果用户需要修正图像畸变，需要自己动手操作识别修正时成为基准的四边形轮廓线，将选择的轮廓线的四个顶点坐标信息写入显示图像的图像文件的标题部，之后再执行修正操作，其缺点在于用户需要手动操作，无法实现自动校正，过程复杂，精确度不高。

申请号为200610117277.8的专利，专利名称为图像畸变自动校正的图像处理方法。该发明虽然可以实现自动校正的功能，精确度也相对提高，但识别程度还远远不够，在畸变处理时还需要人工确认判断，在运算方式上很是复杂，必然会对图像处理的速度造成影响，导致识别率降低，不够人性化设计，成本较高。

另外，大家熟悉的Photoshop软件在一定程度上也可以实现图像的畸变校正功能，但是局限性很大，首先是它必须建立在电脑的基础上才能实施，需要用户手动调节、校正、渲染等等，因此操作过程中会出现误差，精确度不高，更没有自动校正的功能，其次是它只能针对简单的图像或者单一平面的图像进行畸变校正，对于相对复杂或者3D等立体的图像则无法实现操作，再次是它对电脑系统及电脑配置的要求越来越高，低端的电脑根本无法达到要求或者在运行及反应的速度上极为缓慢，难以提高效率。

发明内容

本发明的目的正是针对现有技术存在的技术缺陷，提出一种图像纠偏处理方法，能够实现多种图像及文件的畸变校正，无需人工参与，自动进行识别和调整，反应快速，内部操作简单方便，有效的提高效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案通过以下步骤予以实现：

(1)进行数学建模：针对拍摄设备来定义其拍摄设备镜头的光路畸变成像函数，其镜头的光路畸变成像函数的模型定义为：(X`<sub>像</sub>，Y`_像)＝F[X_像，Y_像，A_未知]，其中参数A_未知设为m*n的矩阵，通过计算确定其函数的未知参数，即A_未知，并代入实拍图像的畸变数据，得出参数已知的函数；

(2)计算反向影射坐标：利用光路畸变成像函数计算实际成像坐标与理想成像空间坐标的影射关系，并将该影射关系的坐标系转换成图像坐标系；

(3)进行图像恢复：利用上一步图像坐标的影射关系，对畸变图像作反向坐标点查找，利用图像插值恢复并输出非畸变图像。

进行数学建模是根据以下步骤形成的：

a、取用一副测量用图像标靶，即标准栅格标靶作为实拍对象，并计算出此时镜头物距与像距之间的比例K；

b、在标靶上设定并平均分布100——200个关键点，并给每个关键点分配空间坐标(X_物，Y_物)，利用物距与像距之间的比例K计算出标靶上每个关键点所对应的理想成像空间坐标(X_像，Y_像)，即理想的非畸变成像空间坐标；

c、对标靶图进行实际拍摄，得到带有畸变的标靶图像，并在畸变的标靶图像上找出对应的关键点，并根据拍摄设备中图像传感器的像素点物理特征，计算出标靶图像的关键点的物像空间坐标，即“图像——物像”的坐标系转换，得出畸变物像空间坐标(X`<sub>像</sub>，Y`_像)；