[发明专利]基于圆锥曲线的图像畸变矫正方法及实时矫正装置

摘要

基于圆锥曲线的图像畸变矫正方法及实时矫正装置，属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于圆锥曲线的图像畸变矫正方法以及使用该方法对图像进行实时矫正的装置，使用椭圆或双曲线方程式模拟图像畸变，在嵌入式系统中实现。首先进行镜头的标定，再根据标定结果，对畸变图像进行实时矫正。包括以下步骤：步骤1：获得有网格图案图片的照片；步骤2：建立平面直角坐标系；步骤3：根据照片，判断图像畸变类型；步骤4：得到变形线的近似圆锥曲线的方程式；步骤5：得出畸变图像和矫正图像像素点的对应关系。将对应关系写入嵌入式系统的CPU；工作时，CPU读取畸变图像的像素信息，根据对应关系，转换位置后写入矫正图像文件。采用本发明，可以降低CPU的配置要求，同时最大限度地对图像进行矫正，获得可以接受的矫正图像。

主权项

1.一种基于圆锥曲线的图像畸变矫正方法，使用椭圆或双曲线方程式模拟图像畸变，畸变镜头的像素数量为H*W，其特征在于包括以下步骤：步骤1：将一张有矩形或正方形网格图案的图片，放置在畸变镜头前，图片与镜头保持平行，拍摄一张该图片的照片，照片中央为网格的一个交叉点，穿过交叉点的水平方向的网格线处于照片中央的水平位置；步骤2：在照片上，以照片中央的网格交叉点为原点，穿过交叉点的两条网格线为X轴和Y轴，X轴上相邻两个像素点间的距离为长度单位，建立平面直角坐标系；步骤3：根据照片，判断图像畸变类型；步骤4：根据照片得到网格线在水平和竖直方向发生畸变的变形线的近似圆锥曲线的方程式；步骤5：根据方程式，得出畸变图像和矫正图像像素点的对应关系；步骤5包括以下步骤：5.1：建立畸变图像索引表1，索引关键字及表中内容均为y轴坐标值，包括以下步骤：5.1.1：根据步骤4得到的水平方向变形线的圆锥曲线方程f(x,y)=1，x取值[‑W/2,W/2]，x∈N，计算得出对应的y值，相邻两个x的差为1；存储上述坐标值，并以x=0时的y值作为索引关键字；记录p0=abs(y)，y为上述索引关键字；5.1.2：p取值[1,p0)∪(p0,H/2]，相邻两个p的差为1，对于每个p，将坐标值(0,p)代入到方程K*f(x,y)=1，得到K值；5.1.3：根据5.1.2得到的结果，x取值[‑W/2,W/2]，x∈N，依次计算得出对应的y值；存储上述坐标值，并以x=0时的y值作为索引关键字；5.2：建立畸变图像索引表2，索引关键字及表中内容均为x轴坐标值，包括以下步骤：5.2.1：根据步骤4得到的竖直方向变形线的圆锥曲线方程g(x,y)=1，y取值[‑H/2,H/2]，y∈N，计算得出对应的x值，相邻两个y的差为1；存储上述坐标值，并以y=0时的x值作为索引关键字；记录q0=abs(x)，x为上述索引关键字；5.2.2：q取值[1,q0)∪(q0,W/2]，相邻两个q的差为1，对于每个q，将坐标值(q,0)代入到方程M*f(x,y)=1，得到M值；5.2.3：根据5.2.2得到的结果，y取值[‑H/2,H/2]，y∈N，依次计算得出对应的x值；存储上述坐标值，并以y=0时的x值作为索引关键字；5.3：建立畸变图像和矫正图像像素点的对应关系二维表，表中[i,j]位置的数据获取方式如下：以i为索引表2的索引关键字，j为索引表1的索引关键字；在两个索引表中，找到两个索引关键字下相同的坐标值，将找到的坐标值 (x,y)写入对应关系二维表中[i,j]位置，‑W/2≤i≤W/2，‑H/2≤j≤H/2。