[发明专利]一种镜头畸变矫正的方法和照相装置

摘要

本发明所述镜头畸变矫正的方法和照相装置，属于视频成像领域，包括矫正参数模块、控制模块、镜头模块、感光器件、图像矫正模块、显示模块和存储模块；针对不同镜头和感光器件的组合，测量得到对应的参数值，通过反向计算可将感光器件拍摄到图像的径向畸变快速矫正；所述的拍照装置即使用所述的矫正方法，针对特定镜头和感光器件，创建在不同焦距下的矫正参数序列，拍照时，实时地进行取景和拍摄的矫正计算；本发明的特点在于简单快速，所述方法可在多种硬件条件下实现，所述的装置用于工业测量，视频检测等应用时，可有效提高测量精度，用于拍照时可提升画面保真度，还原真实场景。

主权项

1.一种镜头畸变矫正的方法，其特征在于：根据镜头径向畸变的特征，在以镜头光轴与成像平面的交点为原点，且垂直于光轴的平面为坐标平面的极坐标系内，将镜头的径向畸变表达为：/nr_d＝K(r)·r/n其中r_d为实际成像点的像素坐标到原点的距离；r为理想无畸变成像点像素坐标到原点的距离；K(r)是接近常量1的一个函数，r→0时，K→1，桶形畸变时，K随r单调递减，枕形畸变时，K随r单调递增；/n用e^x函数来替代K函数，进一步镜头的径向畸变可表达为：/nr_d＝e^a·r·r…a为实数 (5)/n当a<0时，代表了桶形畸变，当a>0时，代表了枕形畸变，当a＝0时，e^a·r≡1，本质上代表了没有径向畸变，即零畸变，|a|越大代表了畸变越严重；/n对于固定焦距的镜头和感光器件的组合，当镜头和感光器件参数和特性确定时，a为一个常数；/n对于可变焦距镜头和感光器件的组合，当镜头和感光器件参数和特性确定时，a为可变焦距镜头焦距F的函数，且该函数为连续的单调函数；/n对于带有径向畸变的拍摄图像，通过测量法得到a，根据上式，进行反向计算，即可获得畸变更小的矫正图像；/n对于理想无畸变图像的像素点坐标(x,y)，其对应的实际拍摄像素点坐标(x_d,y_d)可以通过带入(5)式求：/n /n其中坐标(x₀,y₀)为极坐标系原点在实际拍摄图像直角坐标系的坐标，通常为实际拍摄照片的中心坐标，以实际拍摄照片坐标(x_d,y_d)的像素色值填充矫正后图像坐标(x,y)像素，即得到坐标(x,y)像素的矫正色值，进一步对图像所有可能的像素坐标(x,y)逐一计算得到矫正后的图像，即完成镜头畸变矫正。/n