[发明专利]一种基于绝对相位的彩色相机径向色差校准方法

摘要

本发明公开一种基于绝对相位的彩色相机径向色差校准方法，该方法先在显示屏上依次产生红、绿、蓝三颜色闭合环形正弦条纹图像；然后用CCD彩色相机主点正对环形正弦条纹中心，分别采集显示屏上红、绿、蓝三颜色闭合环形正弦条纹图像；再分别通过四步相移法分别计算三颜色通道中的折叠相位图；进而利用最佳条纹选择方法得到三颜色通道对应的绝对相位信息；最后根据不同颜色在同一像素点的绝对相位值得到相位差；对全场像素进行绝对相位比较，建立不同颜色通道间的索引信息，通过绝对相位差确定各颜色通道间对应像素的偏差；对像素及相位进行偏差分析和修正计算，得到所有像素对应关系，再将校正距离汇总，对各通道进行修正，即实现精确校准。

主权项

1.一种基于绝对相位的彩色相机径向色差校准方法，该方法采用以下步骤：1)依次产生红、绿、蓝三组闭合环形正弦条纹图，各组设定条纹数目符合最佳条纹数；然后由液晶显示屏依次显示条纹图；2)用彩色相机主点正对环形正弦条纹中心，利用彩色相机的三个颜色通道分别采集液晶显示屏上的闭合环形条纹图像各1组，并传输到电脑；3)利用第2)步中得到的三组条纹图进行偏差校准；利用四步相移法计算折叠相位，通过最佳条纹选择方法分别把各颜色通道的折叠相位展开成绝对相位，得到绝对相位图；再利用中值滤波和均值滤波对绝对相位图进行平滑处理，每一组条纹图可以得到一幅绝对相位图；4)根据第3)步中得到的三幅绝对相位，分别得出同一像素点在三颜色通道中对应的绝对相位；通过绝对相位比较计算出各通道间对应像素位置偏差；条纹呈环形分布，提取出的绝对相位相应成环形分布；以圆心为参考原点，选取过圆心某一径方向进行偏差分析，同一点P(x,y)在红、绿、蓝三颜色通道对应的相位分别为Φ_r(P(x,y))，Φ_g(P(x,y))，Φ_b(P(x,y))；5)根据第4)步的分析得知，由于色差的影响，红、绿、蓝三颜色通道相同像素位置的绝对相位值不相同，因此，可以根据绝对相位偏差求得三颜色通道间的像素偏差；首先，将笛卡尔坐标系转换到极坐标系；其次，分别提取红、绿、蓝颜色通道相同半径位置绝对相位取平均值；再次，以蓝色通道为基准，提取半径位置为R的绝对相位Φ_b，同时分别提取红色通道及绿色通道R位置的绝对相位Φ_r、Φ_g，并分别计算Φ_b在红色通道与绿色通道所在半径位置R_rb与R_gb，利用R_rb与R_gb替换原半径值R；然后，将极坐标系转换为笛卡尔坐标系，分别得到红色通道与绿色通道原绝对相位所在的实际像素位置，进而得到红色与蓝色、绿色与蓝色通道的像素偏差Δx_rb、Δy_rb和Δx_gb、Δy_gb；6)Φ_b在蓝色通道中对应像素点P_b(x,y)，根据第5)步中得到的红色通道与蓝色通道、绿色通道与蓝色通道的像素偏差，则Φ_r在红色通道中对应像素点P_r(x‑Δx_rb,y‑Δy_rb)，Φ_g在绿色通道中对应像素点P_g(x‑Δx_gb,y‑Δy_gb)，其中Δx_rb为红色通道水平方向像素校正量，Δy_rb为红色通道竖直方向像素校正量，Δx_gb为绿色通道水平方向像素校正量，Δy_gb为绿色通道竖直方向像素校正量；由于得到的像素校正量是亚像素级的，所以在偏差校正过程中，首先分别对原图像进行二维内插值，然后将红、绿色通道中的P_r点和P_g点分别移至P_b点，以保证红、绿、蓝三通道相应像素点对应同一空间位置；7)根据第5)步中得到的各通道间对应关系及第6)步中对P点的色差校正方法，对红、绿通道每个像素点位置进行校准。