[发明专利]平面倾斜图像正视转向方法及转向系统

说明书

平面倾斜图像正视转向方法及转向系统，涉及光电技术及数字图像处理领域；解决现有倾斜图像矫正过程中，存在图像失真，无法通过旋转获得正视图像等问题，包括物面、透镜、光电传感器和处理器；物面的光线经过透镜，在光电传感器上成像；光电传感器在像面上的光电转换区域为矩形，将像面发出的成像转换成边缘为矩形的图像；斜视图包括正斜图像和侧斜图像，处理器将接收的正斜图像经过u轴和v轴两个方向的矫正得到正视图像；对侧斜图像先进行旋转，将侧斜图像转到与正斜图像的相同方向，再进行矫正得到正视图像。运用斜视图像中平行线的共顶特点，对一幅想要矫正成为正视图的任意倾斜拍摄图像，通过计算的天际线或斜视顶点，可得到所需旋转的角度。

技术领域

本发明涉及光电技术及数字图像处理领域，具体涉及一种平面倾斜图像正视转向方法及转向系统。

背景技术

在航拍图像，卫星图像以及安防监控图像中，较大区域的视角都是倾斜的，并且无法随意控制摄像机姿态和拍摄的角度，导致图像倾斜失真；因为实际测绘使用的是正视图像，所以需要对倾斜照片进行旋转矫正；现有一种旋转矫正方法是在斜视物面上设置中轴线垂直标记线，照片中标记线图像与坐标轴的夹角就是矫正所需要旋转的角度；然而对一个没法标记的任意图像，例如航拍图像、卫星图像，以及任意条件下的安防监控图像，若没有标记就不知道应该怎样旋转；军事侦察或宇航拍摄照片本来就不容易，若额外指定拍摄角度则更是难以实现。

发明内容

本发明为解决现有倾斜图像矫正过程中，存在图像失真，无法通过旋转获得正视图像等问题，提供一种平面倾斜图像正视转向方法及转向系统。

平面倾斜图像正视转向方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、通过光电传感器获取斜视图像并由图像处理器接收，所述斜视图像包括正斜图像和侧斜图像；设定光电传感器的光电转换区域矩形中心点为像心，通过像心沿光电传感器水平扫描方向的直线为u轴；通过像心沿光电传感器垂直扫描方向的直线为v轴；像面上u轴和v轴组成uv平面直角坐标系；

步骤二、所述图像处理器将正斜图像经过u轴和v轴两个方向的矫正，获得正视图像；对所述侧斜图像先进行旋转，将所述侧斜图像转到与正斜图像的相同方向，再进行矫正得到正视图像；

将所述侧斜图像转成正斜图像的方法由以下任意一种方式实现：

第一种：在侧斜图像中，设定物面上的一组平行线L₁L₂，在像面上得到斜视顶点Q_L；设定物面上的另一组平行线N₁N₂，在像面上得到斜视顶点Q_N；采用直线连接Q_L与Q_N得到天际线；天际线与x轴平行，与u轴不平行；旋转所述侧斜图像使天际线与u轴平行，则实现所述侧斜图像转成正斜图像；

第二种：在所述侧斜图像中找到一组平行线L₁L₂，在像面uv坐标系中计算平行线L₁L₂在像面的斜视顶点Q_L，根据已知的视角θ及像距OF，获得天际线圆半径R；经所述斜视顶点Q_L向天际线圆作两条切线，根据所述平行线的方向角是否大于90度确定有效天际线；旋转侧斜图像使天际线与u轴平行，将所述侧斜图像转变成为正斜图像；

第三种：设定侧斜图像中的一组平行线L₁L₂，在像面uv坐标系中计算L₁L₂的斜视顶点坐标为(U,V)；根据已知视角θ及像距OF，计算所述侧斜图像转换成正斜图像需要的旋转的角度用下式表示为：

平面倾斜图像正视转向系统，该系统包括物面、透镜、光电传感器和图像处理器；物面的光线经过透镜在光电传感器上成像；