[发明专利]一种镜头畸变校正的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种镜头畸变校正的方法。 

背景技术

图像质量的处理，是针对图像信号进行各种变换以达到更好画质的各种技术处理。目前针对图像画质的各种处理技术，包括图像降噪、对比度增强、边缘增强等，都能对画质的改善和提高起到作用。 

在图像传感器获取图像信息之前，必须通过镜头进行成像。在物理上，由于镜头是由各种透镜组成的，被摄物体经过透镜成像后变成了弯曲的。反映到图像上，所拍摄到的物体便成了弯曲的，这便是镜头的畸变。由于畸变，图像中看到的物体失去了原来正确的形状。通常我们可以通过两种方式来减小畸变：1、对单一透镜改变镜片的外形，采用最佳的外形可以使畸变减小到最小程度。这要求我们更换镜头，同时也会增加硬件上的成本；2、根据镜头畸变模型进行畸变校正。这种方法不会增加硬件上的成本，但是在图像后端处理会增加计算量。 

在畸变校正模型中，我们一般只考虑对畸变影响最大的线性畸变参数部分。现有的校正方法中，在求取线性畸变参数k的时候一般用逐差法得到若干k的样本值，然后求取其平均值。若要获取较为精确的平均值，必须要求大样本。这就要求多次采用畸变模型进行k的不同样本值的计算，大大增加了计算量。因此，为了减小计算量，而不得不使用较小的样本，获取k的均值。 

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于任意镜头线性畸变校正的方法。 

一种镜头畸变校正的方法，其特征在于，包括步骤： 

（1）在平面上绘制镜头校正所需的参考圆，并确定参考圆的圆心和半径；同时，在参考圆的圆周上描绘N个点，做为校正时的参考点； 

（2）用待校正镜头对参考圆进行拍摄，获取拍摄后的畸变图形； 

（3）获取镜头畸变失真后N个点的圆周半径值r₁,r₂,…,r_n； 

（4）将畸变失真后N个点的圆周半径值r₁,r₂,…，r_n，通过算术平均处理，得到畸变失真的圆周半径平均值

（5）将畸变失真的圆周半径平均值通过畸变失真变换，得到镜头畸变失真系数k； 

（6）通过畸变失真系数k生成坐标位置校正表； 

（7）将镜头畸变失真后的图像像素点的坐标位置(x，y)，通过坐标位置校正表查表，得到镜头畸变校正后像素点的坐标位置(x′,y′)； 

（8）将镜头畸变失真后的图像像素点，通过重构处理，得到镜头畸变校正后的图像像素点。 

通过一种简单的方法得到线性畸变模型中的畸变系数，从而对失真的图像进行校正，提高图像质量。在获取畸变系数过程中无需进行大量的计算，而仅仅需要进行简单的镜头中心到畸变像素点的半径测量，大大降低了计算量。能够充分利用失真图像的大量像素点来获得线性畸变模型中的畸变系数，使得到的畸变系数更加精确。 

所述畸变失真的圆周半径平均值

所述镜头畸变失真系数k是通过参考圆原始半径R与畸变失真圆周半径平均值的一种相对比例关系映射产生的，采用公式计算。 

所述镜头畸变校正后像素点的坐标位置(x′,y′)由公式 x′=x+kx(x²+y²),y′＝y+ky(x²+y²)计算所得。 

本发明的有益效果是：1、计算简单：只需要测量多个半径采样点的在镜头畸变后的长度后做算术平均，然后再做畸变失真变换即可得到畸变系数。在对连续视频图像进行畸变校正时每一帧校正采用同一张坐标位置校正表，每次只需要查表即可校正坐标位置，大大降低了计算量。2、校正结果精确：由于计算方法简单，在获取圆周采样点的时候，能够获取大量的采样点，例如100点甚至更多的点，对大采样点进行算术平均时能够非常接近于统计平均。这样便能够获得更加准确的畸变系数k。 

附图说明

图1是本发明的镜头畸变校正方法所用到参考圆周的示意图。 

图2是参考圆经过待校正镜头拍摄后的畸变圆周的示意图。 

图3是双线性内插的简要介绍示意图 

具体实施方式

本发明的镜头畸变校正方法的一个较佳实施例： 

下面结合附图和具体实施例对本发明的原理进行详细说明。并对各步骤加以详细描述。 

步骤S1：取一张普通的白纸，并且做一参考圆，圆心为O，半径为R。在圆周上选取N个点作为参考点。