[发明专利]一种鱼眼镜头的全场图像畸变校正方法

权利要求书

1.一种鱼眼镜头的全场图像畸变校正方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：搭建一个鱼眼镜头畸变校正系统，包括鱼眼镜头、摄像机和液晶屏幕，其中鱼眼镜头安装在摄像机前端，且鱼眼镜头的光轴垂直于液晶屏幕，并确保液晶屏幕能够覆盖鱼眼镜头的视场范围；

步骤S2：建立液晶屏幕坐标系XOY，原点位于液晶屏幕的平面左上角，X轴平行于液晶屏幕的长度方向，Y轴平行于液晶屏幕的宽度方向；

步骤S3：设计动态标靶，包括五幅标靶图案I_n(x,y)，然后将五幅标靶图案I_n(x,y)依次显示于液晶屏幕上，同时摄像机依次采集五幅标靶图像J_n(u,v)；

步骤S4：分别计算出水平方向和垂直方向上的截断相位φ_u(u,v)和φ_v(u,v)，并利用时域相位展开法分别恢复出绝对相位Φ_u(u,v)和Φ_v(u,v)；

步骤S5：根据绝对相位Φ_u(u,v)和Φ_v(u,v)，建立摄像机的像素坐标(u,v)和液晶屏幕的像素坐标(x,y)的映射表(x,y)＝LUT(u,v)；

步骤S6：利用安装鱼眼镜头的摄像机拍摄未校正的场景图像J_distort(u,v)，根据上述映射表(x,y)＝LUT(u,v)，将未校正的场景图像J_distort(u,v)中所有像素映射至液晶屏幕坐标系XOY下，并通过插值运算获得校正的场景图像I_correct(x,y)＝J_distort[LUT(u,v)]。

2.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头的全场图像畸变校正方法，其特征在于：所述步骤S3中，设计的五幅标靶图案可表示为：

I₀(x,y)＝0.5；

I₁(x,y)＝0.5+0.5cos(2πx/T)；

I₂(x,y)＝0.5+0.5sin(2πx/T)；

I₃(x,y)＝0.5+0.5cos(2πy/T)；

I₄(x,y)＝0.5+0.5sin(2πy/T)；

式中：(x,y)表示液晶屏幕的像素坐标，T表示水平方向和竖直方向上的条纹周期。

3.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头的全场图像畸变校正方法，其特征在于：所述步骤S3中，采集的五幅标靶图像可表示为：

J₀(u,v)＝A(u,v)；

J₁(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)cos[φ_u(u,v)]；

J₂(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)sin[φ_u(u,v)]；

J₃(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)cos[φ_v(u,v)]；

J₄(u,v)＝A(u,v)+B(u,v)sin[φ_v(u,v)]；

式中：(u,v)表示摄像机的像素坐标，A(u,v)表示相移条纹的背景强度，B(u,v)表示相移条纹的调制度，φ_u(u,v)和φ_v(u,v)分别表示水平方向和竖直方向的相位分布。

4.根据权利要求1所述的一种鱼眼镜头的全场图像畸变校正方法，其特征在于：所述步骤S4中，水平方向和垂直方向上的截断相位φ_u(u,v)和φ_v(u,v)计算公式为：

上述两个公式均包含反正切运算，因此解算得到的截断相位取值范围为[-π,+π]。