[发明专利]一种镜头畸变校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种校正方法，具体涉及一种镜头畸变校正方法。

背景技术

普通光学镜头在成像的时候一般会存在一定程度的畸变，具体表现可分为两种情况：枕形畸变及桶形畸变。由于畸变的存在，当镜头对准一个矩形进行拍摄时，成像不再是矩形，而是如附图1所示的形状。如图1中分别给出了呈矩形的正常图像、正常图像畸变后形成的呈枕形的枕形形变、正常图像畸变后形成的呈桶形的桶形形变。大多数的情况下，人脑能对其进行自动校正，基本不会影响人对事物的感知，但对于计算机及很多软件而言，这就会导致一些数据的偏差，因此有必要对畸变的图像进行适当校正。

现有的补偿图像畸变的方法，如申请日为1998年11月26日的中国专利98122712.0，都是先读取一个校正片，此校正片具有预定量的黑白相间条纹，黑条纹的精确位置为已知。校正片读取后，可得相应的预定量黑白相间条纹，经判断计算可得黑条纹位置。然后，计算该预定量黑白相间条纹的精确位置与图像读取后计算位置的插值，即得各基准点的给变量。将各基准点的畸变量存入存储器中结束校正片读取程序。每次进行图像读取时，存于存储器中的各给变量被去，以修正光学系统造成的图像畸变。

但是，现有的上述方法存在一定的问题。首先，它计算黑白条纹后得到的只是几个基准点的畸变量，然后根据这几个基准点的给变量对相应的图像信息进行校正。因此，这种校正方法并不是对图像的每个点都进行畸变校正，这种畸变校正的效果不是很准确，并不能得到完全符合要求的校正图像；其次，要解决光学系统畸变的问题，最根本的途径在于，对畸变的产生建立一个严格的数学模型，在此基础上研究其产生的原因并找到解决办法，现有技术并不不是采用建立一个严格的数学模型来解决技术问题，因此不能实现对畸变的图像的精确校正。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种镜头畸变校正方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种镜头畸变校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：提供一个校正图像，所述校正图像为一矩形网格图，所述矩形网格图上设置有多条横向网格线以及多条纵向网格线，横向网格线和纵向网格线相互交叉的交叉点构成一个格点，格点之间均匀分布；

步骤二：用待校正的镜头读取所述校正图像，产生所述校正图像的摄影图像，所述摄影图像上具有多条横向网线以及多条纵向网线，横向网线和纵向网线相互交叉的交叉点构成一个格点，每条横向网线唯一对应于一条横向网格线，每条纵向网线唯一对应于一条纵向网格线；

步骤三：在摄影图像中，选取畸变程度最小的横向网线作为横轴X，选取畸变程度最小的纵向网线作为纵轴Y，将横轴X和纵轴Y相互交叉构成的格点P作为原点建立二维坐标系；

步骤四：在校正图像中，选取与横轴X对应的横向网格线作为横轴x，选取与纵轴Y对应的纵向网格线作为纵轴y，选取横轴x和纵轴y相互交叉构成的格点p作为原点建立二维坐标系，横轴x和横轴X的方向一致，纵轴y和纵轴Y的方向一致；

步骤五：在摄影图像中，选取i+1个格点P,Q₁,Q₂,Q₃,…Q_i作为基准点，获取任一格点Q_k的坐标（X_k，Y_k），计算格点Q_k到格点P的半径R_k，k,i为正整数，k≤i＜j；

步骤六：在校正图像中，选取i+1个格点p,q₁,q₂,q₃,…q_i作为基准点，获取任一格点q_k的坐标（x_k，y_k），计算格点q_k到格点p的半径r_k，格点q_k和格点Q_k相互对应，k,i为正整数，k≤i＜j；

步骤七：根据畸变量(R_k,r_k)，通过多项式函数拟合的方式得到校正系数K₀,K₁,K₂,…K_n，n为自然数；