[发明专利]图像透视校正方法和系统及设备

权利要求书

1.一种图像透视校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据物体的结构特点，设定其初始状态是笔垂直于成像物体状态；

根据所述物体状态建立两个二维透视矫正的模型，分别为对应镜头的俯仰角模型和轴向角模型；

根据俯仰角模型和轴向角模型，对图像的二维透视进行矫正计算，得到校正后的图像点的透视映射。

2.根据权利要求1所述的图像透视校正方法，其特征在于，所述对图像的二维透视进行矫正计算，包括如下步骤：

将透视变换参数简化为俯仰角A和轴向旋转角B；

X'Y'Z'是源图像S1所在坐标系，源图像S1在X'Y'平面，Z'轴是镜头方向；XYZ是目的图像S2所在坐标系，目的图像S2在XY平面内，Z轴是镜头方向；其中，Z和Z'轴与光轴始终平行；

源图像、目的图像的坐标与俯仰角A的关系如下式1)：

X＝D*X'*cos(A)/(D*cos(A)+Y'*sin(A) 1)；

CMOS坐标系转换到俯仰角旋转支点A(X₀，Y₀)为原点的坐标系；

使用俯仰角模型计算新坐标。

3.根据权利要求2所述的图像透视校正方法，其特征在于，所述源图像、目的图像的坐标与俯仰角A的关系，包括如下步骤：

以俯仰角旋转支点A(X₀,Y₀)为坐标原点，可知：

a＝Y*sin(A)；α＝λ×sin(A)；

b＝Y'*tan(A)；

a/d＝b/(D+b)；

D＝d-h*tan(A)；

得出：

Y＝Y'*d/(D*cos(A)+Y'*sin(A))；

又有：

X/X'＝D/(D+Y'*tan(A))；

得出式1)：

X＝D*X'*cos(A)/(D*cos(A)+Y'*sin(A) 1)。

4.根据权利要求2所述的图像透视校正方法，其特征在于，所述CMOS坐标系转换到俯仰角旋转支点A(X₀，Y₀)为原点的坐标系，包括如下步骤：

将源像素平面O范围内的像素坐标绕原点A(X₀,Y₀)顺时针旋转角度B，生成目标像素平面O'，公式如式2)：

X”＝(X-X₀)*cos(B)+(Y-Y₀)*sin(B)；

Y”＝(Y-Y₀)*cos(B)-(X-X₀)*sin(B)； 2)；

将以俯仰角旋转支点A(X₀,Y₀)为原点的坐标系的坐标平移到A'(Xn,0)为原点的坐标系；

坐标变换计算公式：

X'＝X”-Xn,Y'＝Y”；

结合公式2)，坐标变换公式变成如式3)：

X'＝(X-X₀)*cos(B)+(Y-Y₀)*sin(B)-Xn；

Y'＝(Y-Y₀)*cos(B)-(X-X₀)*sin(B)； 3)。

5.根据权利要求3或4所述的图像透视校正方法，其特征在于，所述使用俯仰角模型计算新坐标，包括如下步骤：

在以A'(Xn,0)为原点的坐标系中，利用逆时针旋转角度B模型，将像素坐标转换回CMOS坐标系，如式4)所示：

X＝X'*cos(B)-Y'*sin(B)；

Y＝Y'*cos(B)+X'*sin(B) 4)。

6.一种图像透视校正系统，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的图像透视校正方法的软件流程。