[发明专利]一种图像畸变校正方法及系统

权利要求书

1.一种图像畸变校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，获取相机拍摄的图像，所述图像为矩形或正方形；

S2，对步骤S1获取的图像进行边界填充；

S3，对相机进行标定，获得相机外参和相机内参；

S4，在0至1之间设置多个校正系数，根据所述校正系数生成多个相机校正内参；

S5，根据相机外参和不同校正系数下的相机校正内参，求出边界填充后图像对应原图的每个像素的非线性畸变坐标映射矩阵M_P1,M_P2…M_P9,M_P10，……，M_pq,根据所述畸变坐标映射矩阵进行校正；

其中，所述q为校正系数的个数，也即坐标映射矩阵的个数，i为正数且1≤i≤q，size为校正图像的大小，H为映射矩阵，K'_i为对应第i个校正系数的校正后的相机内参；

畸变坐标映射矩阵求取方法具体为：将填充后图像中的每一个像素点坐标转换到摄像机坐标系,并归一化得到Z＝1平面下的三维坐标(x',y',1)，其中T为平移向量，

求出平面模型下像素点对应鱼眼半球模型下的极坐标，利用求出的极坐标值将三维坐标点重投影到二维图像平面得到(m_x,m_y)即为目标图像对应的像素点坐标，

M_pi＝M(x_i,y_i)＝(m_xi,m_yi)，

其中f_x，f_y为焦距，c_x，c_y为图像的中心点坐标；

S6，对所述校正后图像进行仿射变换，选取矩形图像中的尽量大的椭圆形或圆形，将椭圆形或圆形以外的角落区域的图像内容仿射到中间椭圆形或圆形区域内。

2.根据权利要求1所述的图像畸变校正方法，其特征在于，所述步骤S2中进行边界填充的方法为：

其中，d(x,y)是填充后的图像，f(x,y)为原图像，w为原图像的宽度，h为原图像的高度，Δx是x方向上填充的宽度，Δy是y方向上填充的高度，填充后的图像宽高变为Δx+w，Δy+h。

3.根据权利要求1所述的图像畸变校正方法，其特征在于，所述步骤S3中对相机进行标定的方法为：

选取至少三幅及以上的不同位置的标定图像并划分为棋盘格，根据图像坐标系、摄像机坐标系和世界坐标系之间的非线性映射关系，计算出内镜相机所有的内、外参数，具体为：

设三维世界坐标的点为P＝[X,Y,Z,1]^T，二维摄像机坐标为m＝[u,v,1]^T，摄像机棋盘格平面到图像平面的单应性关系为：

s·m＝K[R,T]X

其中s为尺度因子，K为摄像机内参数，R为旋转矩阵，T为平移向量，H为映射矩阵，将世界坐标系构造在棋盘格平面上，令棋盘格平面为Z＝0的平面，可得：

H=[h1,h2,h3]=λK[r1，r2，t]

其中，h1,h2,h3分别为映射矩阵H的三个列向量，λ为尺度因子s的倒数，r1，r2为旋转矩阵R的任意两个列向量，t为r1，r2所对应图像的平移向量；

利用三幅包含棋盘格的图像计算得到相机的内参数矩阵K。

4.根据权利要求1所述的图像畸变校正方法，其特征在于，所述步骤S4中，在0至1之间设置多个校正系数，根据所述校正系数生成多个相机校正内参为：

设置校正系数σ，计算K'=σ*K

其中K'为校正后的相机内参。