[发明专利]一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法

说明书

本发明公开了一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法，属于机器视觉技术领域。主要步骤为计算鱼眼图像的中心坐标和半径，将鱼眼图像转化成标准圆形式，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；校正过程中采用坐标映射表记录鱼眼图像与校正图之间的坐标映射关系，因此，只需计算一次坐标映射关系即可，算法效果好，实时性好，适用于鱼眼图像的实时校正显示。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，具体涉及一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法。

背景技术

鱼眼镜头是一种超广角镜头，视野可以达到170°～185°,为使镜头达到最大的视角，镜头的前镜片直径很短且呈抛物状向镜头前部凸出。鱼眼镜头焦距短、视角大，其成像点与理想成像点之间存在几何光学误差，也称为畸变.鱼眼镜头的畸变主要包括径向畸变和切向畸变，鱼眼镜头的径向畸变主要特点是中心无畸变，离中心越远，畸变越严重。鱼眼镜头的切向畸变是由于透镜本身不与图像平面平行所造成的。国内外针对鱼眼图像畸变提出的校正算法很多，主要有：

根据选择鱼眼镜头的投影模型从而恢复图像信息。

a.球面投影模型:将鱼眼镜头成像面视为球面，所成的像为一个圆形的像，但要求先确定镜头的光学中心及投影模型的球面半径，应用范围局限为圆形鱼眼图像，对于不能拍摄180^O空域的鱼眼镜头应用性不强。b.抛物面投影模型:同上，只是将球面改为抛物面，该模型与前者相比，计算起来更加复杂，获得的景深效果较好。

根据平面(2D)展开或立体图像(3D)展开。

a.2D展开:直接求出校正前后图像的坐标之间的对应关系，不需要考虑空间点的位置信息。应用这种变换的方法包括多项式坐标变换及改进、射影不变性、球面坐标定位以及根据极坐标映射校正鱼眼图像的畸变。b.3D展开:利用3D空间考虑投影变形进行畸变校正，考虑到鱼眼图像的空间点信息。应用这种变换的鱼眼图像校正方法有标定鱼眼镜头和利用投影模型转换图像信息。

综上，基于投影模型的校正方法虽然效果良好，但是无法完整地将鱼眼图像校正到一张图像上；根据平面(2D)展开的校正算法，虽然能够将鱼眼图像完整地校正在一张图上，但是不能同时将鱼眼图像两个维度的像素都校正良好，而且边缘的畸变仍然很严重；根据立体图像(3D)展开的校正算法比较有代表性的是标定校正法，该法需要事先获得相机的参数和畸变参数，校正效果良好，但是存在图像的信息损失。

发明内容

本发明的目的在于提供对鱼眼图像的四个部分根据其畸变特点分别校正，在一张图像上完整显示信息的一种基于椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种椭圆分割的鱼眼图像畸变校正方法,包括以下步骤：

步骤1、利用基于极限亮差的中值扫描法得到鱼眼图像的中心坐标和径。

步骤1.1、所谓极限亮差法就是位图中某一行(列)中像素的最大亮度与最小亮度之差。彩色图像的亮度可以通过公式I＝0.59·r+0.11·g+0.3·b计算得到,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。