[发明专利]基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法

权利要求书

1.基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、使用Ray-pixel模型对相机进行标定，得到相机的内参Intrinsics；

步骤2、参考镜头的焦距(f_x，f_y)、主点坐标(c_x，c_y)，选定一个透视变换模型；

步骤3、利用步骤2中选定的所述透视变换模型，将像素(u，v)进行反投影，得到该像素对应的入射光线方向

步骤4、利用Raxel-pixel模型对反投影后的方向进行重投影，得到p′＝(u′，u′)；

步骤5、在有畸变的原始图像上对p’进行双线性插值，得到p’的颜色，将该颜色赋予像素p，最后得到矫正后的去畸变图像。

2.如权利要求1所述的基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法，其特征在于：所述相机的内参Intrinsics是一个三维向量(d_x，d_y，d_z)，表示像素(x，y)对应的入射光线的方向。

3.如权利要求1所述的基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法，其特征在于：所述步骤2中参考镜头的焦距(f_x，f_y)、主点坐标(c_x，c_y)，满足：

f_x＝f_y＝f/k，其中，f为镜头的焦距，k为传感器每个像素的物理边长，f_x和f_y是以像素单位表示的焦距；

c_x＝IMAGE_W/2，其中，IMAGE_W为输入图像的宽(单位pixel)；

c_y＝IMAGE_H/2，其中，IMAGE_H为输入图像的高(单位pixel)。

4.如权利要求1所述的基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法，其特征在于：所述步骤3中透视变换模型对像素(u，v)进行反投影时，得到的是一个三维的方向向量所述三维的方向向量模长任意，统一固定该方向向量的z轴分量为1，即(X_c，Y_c，1)，该反投影可以通过A的逆矩阵来表示：

[X_c；Y_c；Z_c]＝A^-1s[u；v；1]，X_c＝1

X_c＝(u-c_x)/f_x

Y_c＝(v-c_y)/f_y

因此，经过反投影得到的入射光线的方向

5.如权利要求1所述的基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法，其特征在于，所述步骤4利用Raxel-pixel模型对反投影后的方向进行重投影，具体为：

首先，初始化投影点的位置，一般初始化为图像的中心点，即(IMAGE_W/2，IMAGE_H/2)；

接着，使用Levenberg-Marquardt算法对投影点的位置进行迭代优化，使得该投影点的反投影方向不断逼近经过反投影得到的入射光线的方向当目标损失低于一定的阈值时，迭代结束；其中，所述反投影方向通过B-Spline平面插值的方式得到。

6.如权利要求1所述的基于Ray-pixel相机标定模型的畸变矫正方法，其特征在于，所述步骤4中p’的颜色为RGB形式或者灰度形式。