[发明专利]一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法

权利要求书

1.一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、利用基于极限亮差法的中值扫描算法得到鱼眼图像的中心坐标和半径；

步骤2、利用透视变换将鱼眼图像转化成标准圆形式,标准圆的半径是R_x和R_y中的最大值；

步骤3、用两条对角线将鱼眼图像分割成四部分，每部分用椭圆曲线的一部分进行拟合，将椭圆曲线上的像素点映射到连接椭圆曲线两端的水平线上。

2.根据权利要求1所述的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，所述的步骤一中极限亮差法为：

彩色图像的亮度计算公式：

I＝0.59·r+0.11·g+0.3·b

其中I表示亮度，r表示红色通道像素值，g表示绿色通道像素值，b表示蓝色通道像素值；

极限亮差：

I_lim＝I_max-I_min

其中I_lim为该行或列的极限亮差，I_max为该行或列的最大亮度差，I_min该行或列的最小亮度差；

最大或最小亮度差的求法：计算某一行或某一列的第一个像素的亮度，并将该亮度预设为最大或者最小值，继续计算下一个像素的亮度值，并将该亮度值与最大或者最小值比较，如果该亮度值小于最小值，则将其置为最小，如果该亮度大于最大值，则将其置为最大值，如此循环。

3.根据权利要求1所述的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，所述的步骤一中中值扫描算法为：

先扫描鱼眼图像的边缘线l₀，再扫描鱼眼图像中线l_m，接着扫描图像的线，如果扫描的线l_m'对应的极限亮度差I_lim≥T，其中I_lim为极限亮度差，T为设定的阈值，则令l_m＝l_m'，否则令l₀＝l_m'，再扫描图像的线，如此循环，当|l₀-l_m|≤1时，停止循环，且l_m即为有效区的边缘线，求出鱼眼图像有效区域的上下左右边缘线：top,bottom,left,right。

4.根据权利要求1，2，3任意一项所述的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，所述的步骤一中计算鱼眼图像的中心坐标(x₀,y₀)和半径R_y,R_y的公式为：

5.根据权利要求1所述的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，所述的步骤二中透视变换的变换矩阵K为：

当R_xR_y时，

当R_x≤R_y时，

6.根据权利要求1所述的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：

以鱼眼图像的中心为原点，水平向右的射线为零度线；

当鱼眼图像的像素点位于-45°到+45°之间或者+135°到+225°时，将该像素点放置在长轴在竖直方向的椭圆曲线段上，该椭圆曲线段的端点位于椭圆与对角线的交点上，此时，两个交点连接成一个线段，将椭圆曲线上的像素点水平投影到该竖直线段上；

当鱼眼图像的像素点位于+45°到+135°之间或者+225°到+315°时，将该像素点放置在长轴在水平方向的椭圆曲线段上，该椭圆曲线段的端点位于椭圆与对角线的交点上，此时，两个交点连接成一个水平线段，将椭圆曲线上的像素点竖直投影到该水平线段上。

7.根据权利要求1，6任意一项所述的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，其特征在于，所述的步骤三中：

椭圆曲线的长轴为鱼眼图像的半径R,短轴的长度可以由校正后直线的位置来确定，校正后直线段与对角线的交点就是椭圆曲线的端点；

鱼眼图像四个部分的像素映射公式为：

当时

当时

当i＝R时

其中(i,j)为校正图像的像素位置，(x,y)为对应的鱼眼图像的像素位置，R为鱼眼图像的半径；

根据上述映射公式找到校正图像的像素位置(i,j)对应的鱼眼图像的像素位置(x,y)并将该位置的像素值复制给校正图像的像素位置(i,j)。