[发明专利]基于图像处理器实现的消除镜头横向色差的方法及介质

说明书

本发明提供了一种基于图像处理器实现的消除镜头横向色差的方法及介质，包括：畸变模型获取步骤：对目标待校正相机镜头横向色差进行建模，得到R,G,B三个颜色通道横向色差的畸变模型；畸变参数获取步骤：使用棋盘格作为标定板，对目标待校正相机镜头进行标定，获得待校正相机镜头R,G,B三通道横向色差的畸变参数。本发明通过将R通道和B通道每个像素的位移量进行下采样，仅存储32x18x2个样本点，对于1080P分辨率相机而言，大大降低了位移量的存储复杂度。

技术领域

本发明涉及数字图像处理领域，具体地，涉及一种基于图像处理器实现的消除镜头横向色差的方法及介质。尤其地，涉及一种适合图像处理器ASIC实现的消除镜头横向色差的方法。进一步地，涉及一种对RGB图像进行色差矫正，生成消除横向色差后的RGB图像的一种适合图像处理器ASIC实现的消除相机镜头横向色差的实现方法。

背景技术

可见光的波长范围约380纳米到760纳米，不同波长的光，其通过透镜时的折射率也各不相同。当可见光通过相机镜头时，波长越长的光，折射率越大。对大多数透镜而言，蓝光的折射率最大，其次是绿光和红光，不同波长的光聚焦在不同的位置，造成蓝光，绿光和红光的聚焦点存在位移，这种位移分为平行于焦平面方向和垂直于焦平面方向两种。平行于焦平面方向的位移引起的色差成为横向色差(lateral chromatic aberration)，垂直于焦平面方向的位移引起的色差成为轴向色差(longitudinal chromatic aberrstion)。其中，横向色差最为常见和明显，并且随着图像传感器分辨率的不断增加和像素尺寸的不断减小，横向色差的影响越来越大，成为运动相机，安防监控相机，行车记录仪相机等需要解决的问题。

目前消除相机镜头的横向色差，有硬件解决方法和软件解决方法两大类。硬件解决方法从镜头入手，通过多个折射率不同的透镜组合，来消除横向色差。这种硬件解决方法大大增加了相机的成本。软件方法从数字图像处理方面入手，通常都是对横向色差进行多项式拟合，根据求解出来的多项式参数，对横向色差进行消除，这种拟合多项式通常阶数都很高，有的甚至达到11阶高次多项式，导致软件计算复杂度高，实时性低。

现有的消除镜头横向色差的技术中，硬件解决方法，设计成本和复杂度太高，不适合消费类相机的使用，软件解决方法，计算复杂度高，实时性低，很难对视频图像进行实时矫正处理。

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基于图像处理器实现的消除镜头横向色差的方法及介质，其能够以极低的算法和硬件复杂度，对相机横向色差进行实时矫正处理，降低相机的成本，并且取到良好的矫正效果。

根据本发明提供的一种基于图像处理器实现的消除镜头横向色差的方法，包括：

畸变模型获取步骤：对目标待校正相机镜头横向色差进行建模，得到R,G,B三个颜色通道横向色差的畸变模型；

畸变参数获取步骤：使用棋盘格作为标定板，对目标待校正相机镜头进行标定，获得待校正相机镜头R,G,B三通道横向色差的畸变参数；

位移矩阵获取步骤：根据获得的畸变模型和畸变参数，以G通道为参考，分别计算R通道和B通道在成像平面上各个像素位置相对G通道的位移偏差，即位移矩阵，R-displacment和B-displacement；

位移矩阵采样步骤：对R通道和B通道的位移矩阵进行下采样，获得R通道和B通道各自预设数量的样本点作为控制顶点进行存储；

校正结构获取步骤：提出在RGB域校正横向色差的VLSI硬件结构；

位移偏差获取步骤：硬件VLSI结构加载R和B通道位移矩阵的控制顶点，并对控制顶点进行上采样，得到R通道和B通道在成像平面上各个像素位置的位移偏差；