[发明专利]内孔壁面图像畸变纠正方法、系统及介质

说明书

本发明提供了一种内孔壁面图像畸变纠正方法、系统及介质，包括：图像及参数获取步骤：获取原始畸变图像和内孔拍摄过程的几何参数；转换关系获取步骤：标定摄像机，获取图像像素和真实尺寸的转换关系；畸变图像纠正步骤：根据获得的原始畸变图像、内孔拍摄过程的几何参数及图像像素和真实尺寸的转换关系，获取镜头畸变纠正后的畸变图像。本发明能够自动完成工业内窥镜拍摄的内孔壁面图像畸变的矫正，有助于基于机器视觉的缺陷检测系统的进一步开发。

技术领域

本发明涉及机器视觉缺陷检测技术领域，具体地，涉及内孔壁面图像畸变纠正方法、系统及介质。

背景技术

基于工业内窥镜的机器视觉缺陷检测技术是一种自动化检测技术。在实际检测过程中，通过机械装置将内窥镜伸入待检测内孔后，系统能够自动拍摄一系列内孔图像并通过图像处理与识别算法得到内孔表面的缺陷个数和尺寸。这种自动检测技术可以代替传统的肉眼检测手段，有助于提高产品质量检测精度，降低工人的劳动强度，因此得到了广泛的研究和实践。然而，目前的内孔缺陷检测技术大多采用沿内孔轴向的拍摄视角，导致内孔壁面的缺陷形状畸变程度较高，信息损失较多，导致图像纠畸后缺陷的形状和尺寸误差较大。一种解决方案是采用垂直于内孔轴线的侧向拍摄视角，尽管拍摄效率较低，但是信息损失较小，检测精度更高。而侧向拍摄所得图像由于拍摄对象为柱面，也存在一定的形状畸变，会影响到最终的缺陷识别和检测结果。

专利文献CN106709885A(申请号：201611233020.9)公开了一种亚像素级畸变校正方法及装置。该装置与方法采用工控机控制显示器(4)上的显示点从某一已知点开始点亮，并控制相机(1)进行图像提取和处理；采用本发明可以有效的提高畸变标定的精度，达到亚像素级的畸变纠正效果，大幅改善边缘的标定效果，使视觉类产品可以应用到更精确的场合。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种内孔壁面图像畸变纠正方法、系统及介质。

根据本发明提供的一种内孔壁面图像畸变纠正方法，包括：

图像及参数获取步骤：获取原始畸变图像和内孔拍摄过程的几何参数；

转换关系获取步骤：标定摄像机，获取图像像素和真实尺寸的转换关系；

畸变图像纠正步骤：根据获得的原始畸变图像、内孔拍摄过程的几何参数及图像像素和真实尺寸的转换关系，获取镜头畸变纠正后的畸变图像；

第一对应关系建立步骤：根据获得的内孔拍摄过程的几何参数、图像像素和真实尺寸的转换关系及镜头畸变纠正后的畸变图像，构建柱面投影模型，建立内孔壁面上一点摄像机坐标系坐标与镜头畸变纠正后的畸变图像像素点坐标之间的第一对应关系；

第二对应关系建立步骤：沿内孔壁面建立真实图像坐标系，得到真实图像像素点坐标与内孔壁面上一点摄像机坐标系坐标之间的第二对应关系；

真实图像获取步骤：根据畸变图像的像素点坐标，依据已建立的第一对应关系及第二对应关系，矫正图像的几何畸变，得到真实图像。

具体地，所述图像及参数获取步骤：

所述几何参数包括：通过测量得到拍摄距离f和柱面半径r；

所述转换关系获取步骤：

根据针孔成像模型的等比例关系可得拍摄距离f下拍摄的图像每毫米像素数：

其中，

s表示拍摄距离f下拍摄的图像每毫米像素数；

f₀表示标定时的拍摄距离；

s₀表示标定图像每毫米像素数。

具体地，所述第一对应关系建立步骤：