一種圖像畸變矯正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像畸變矯正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，通常利用短焦距攝像頭（攝像機(jī)）進(jìn)行某一場景監(jiān)控，例如通過短焦距攝像 頭對車位進(jìn)行高清檢測，通常利用攝像頭同時(shí)檢測兩到三個車位，但是由于檢測視場過大， 這類大視場短焦距鏡頭在成像過程中都存在一定程度的光學(xué)畸變，拍攝得到的圖像中目標(biāo) 的大小、幾何形狀發(fā)生變化，圖像質(zhì)量下降，例如想要對圖片中汽車的車牌進(jìn)行識別，但是 由于光學(xué)畸變，會對車牌的識別造成誤差，甚至?xí)斐烧`判，給后續(xù)處理帶來了很大的不 便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種圖像畸變矯正方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中圖像的 光學(xué)畸變造成誤差的技術(shù)問題。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像畸變矯正方法，包括：
[0005] 根據(jù)攝像機(jī)安裝位置，設(shè)定攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系；
[0006] 獲取檢測目標(biāo)在所述攝像機(jī)坐標(biāo)系中各檢測邊緣點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)；
[0007] 根據(jù)攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計(jì)算所述各檢測邊緣點(diǎn)對應(yīng)的圖像 邊緣矯正坐標(biāo)，確定所述檢測目標(biāo)的圖像矯正范圍；
[0008] 建立畸變模型，將所述圖像矯正范圍內(nèi)的各圖像點(diǎn)的圖像矯正坐標(biāo)按照所述畸變 模型的預(yù)設(shè)畸變算法，計(jì)算得到所述各圖像點(diǎn)畸變后的畸變坐標(biāo)；
[0009] 采用所述攝像機(jī)獲取包含所述檢測目標(biāo)的畸變圖像；
[0010] 在所述畸變圖像上獲取所述畸變坐標(biāo)；
[0011] 將所述畸變坐標(biāo)上的所述各畸變圖像點(diǎn)按照所述畸變模型矯正到所述圖像矯正 坐標(biāo)位置上。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圖像畸變矯正方法，該方法通過設(shè)定攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖 像坐標(biāo)系，獲取檢測目標(biāo)的各檢測邊緣點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)，根據(jù)各檢測邊緣點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo) 求出對應(yīng)的圖像矯正坐標(biāo)，確定檢測目標(biāo)的圖像矯正范圍，建立畸變模型，按照畸變模型的 預(yù)設(shè)畸變算法，對圖像矯正范圍內(nèi)各圖像點(diǎn)計(jì)算得到相應(yīng)的畸變坐標(biāo)，通過攝像機(jī)獲取的 畸變圖像，找到所述畸變坐標(biāo)，按照畸變模型將所述畸變坐標(biāo)上的畸變圖像點(diǎn)調(diào)整到圖像 矯正坐標(biāo)上。通過該方法可以對獲取的畸變圖像進(jìn)行有效地矯正，矯正后的圖像中檢測目 標(biāo)更為清晰，便于后續(xù)觀察和處理。
【附圖說明】
[0013] 通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它 特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一所提供的一種圖像畸變矯正方法的流程圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例所適用的攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系的位置關(guān)系圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二所提供的一種圖像畸變矯正方法的流程圖；
[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三所提供的一種圖像畸變矯正方法的流程圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例所適用的攝像機(jī)安裝位置示意圖；
[0019] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例所適用的理想圖像時(shí)三車位示意圖；
[0020] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例所適用的攝像機(jī)獲取的三車位畸變圖像；
[0021] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例所適用的畸變矯正后左車位圖像；
[0022] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例所適用的畸變矯正后右車位圖像；
[0023] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例四所提供的一種圖像畸變矯正方法的流程圖；
[0024] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例所適用的透視畸變矯正后左車位圖像；
[0025] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例所適用的透視畸變矯正后右車位圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描 述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便 于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0027] 實(shí)施例一
[0028] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一所提供的一種圖像畸變矯正方法的流程圖。該方法具體用 于對攝像機(jī)獲取的畸變圖像進(jìn)行矯正的情況。該方法可以由攝像機(jī)檢測系統(tǒng)來執(zhí)行，該方 法包括：
[0029] S101、根據(jù)攝像機(jī)安裝位置，設(shè)定攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系。
[0030] 示例性的，根據(jù)攝像機(jī)安裝位置，設(shè)定攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系包括：根據(jù)所述 攝像機(jī)安裝位置，測得攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)，設(shè)定攝像機(jī)坐標(biāo)系；根據(jù)所述內(nèi)參數(shù)、所述 外參數(shù)和所述攝像機(jī)坐標(biāo)系，確定所述圖像坐標(biāo)系。攝像機(jī)的內(nèi)參數(shù)主要包括攝像機(jī)的焦 距、攝像機(jī)鏡頭的畸變系數(shù)以及攝像機(jī)在實(shí)驗(yàn)室測得的鏡頭的上下視角。攝像機(jī)的外參數(shù) 包括攝像機(jī)安裝的高度、攝像機(jī)距離檢測目標(biāo)水平距離、檢測目標(biāo)的寬度以及檢測目標(biāo)的 長度。攝像機(jī)坐標(biāo)系為空間三維坐標(biāo)，范圍為攝像機(jī)的屏幕可視區(qū)域。圖像坐標(biāo)系為二維 坐標(biāo)，其坐標(biāo)原點(diǎn)在圖像中心，以物理長度為單位。圖2為本發(fā)明實(shí)施例所適用的攝像機(jī)坐 標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系的位置關(guān)系圖，如圖2所示，其中攝像機(jī)坐標(biāo)系的z軸穿過圖像坐標(biāo)系的 原點(diǎn)T，攝像機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)Q與圖像坐標(biāo)系原點(diǎn)T的直線距離為攝像機(jī)的焦距。
[0031] S102、獲取檢測目標(biāo)在所述攝像機(jī)坐標(biāo)系中各檢測邊緣點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)。
[0032] 檢測目標(biāo)為攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)實(shí)際存在的人和/或物。
[0033] 示例性的，獲取檢測目標(biāo)在所述攝像機(jī)坐標(biāo)系中各檢測邊緣點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)之 前，根據(jù)所述檢測目標(biāo)對攝像機(jī)坐標(biāo)系進(jìn)行分區(qū)，至少分為兩個區(qū)域，每個區(qū)域至少包含一 個所述檢測目標(biāo)。劃分區(qū)域，可以對需要的某一區(qū)域的檢測目標(biāo)進(jìn)行矯正，可以減少工作 量。根據(jù)設(shè)定的攝像機(jī)坐標(biāo)系，獲取檢測目標(biāo)的各檢測邊緣點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的攝像機(jī) 坐標(biāo)，優(yōu)選為獲取所述檢測目標(biāo)在所述攝像機(jī)坐標(biāo)系中的左上角點(diǎn)、左下角點(diǎn)、右上角點(diǎn)和 右下角點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)，根據(jù)所述左上角點(diǎn)、坐下角點(diǎn)、右上角點(diǎn)、右下角點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo) 確定所述檢測目標(biāo)的邊緣線，進(jìn)而確定所述邊緣線上各檢測邊緣點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)。
[0034] S103、根據(jù)攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計(jì)算所述各檢測邊緣點(diǎn)對應(yīng) 的圖像邊緣矯正坐標(biāo)，確定所述檢測目標(biāo)的圖像矯正范圍。
[0035] 示例性的，攝像機(jī)坐標(biāo)系與圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系用齊次坐標(biāo)和矩陣形式表示 為：
其中，（X，y)為空間某一點(diǎn)在圖像上的圖像矯正坐標(biāo)， (XD Υε，Ζε)為空間某一點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的攝像機(jī)坐標(biāo)，f為攝像機(jī)坐標(biāo)系原點(diǎn)與圖像坐 標(biāo)系原點(diǎn)之間的距離，即攝像機(jī)的焦距，P為常數(shù)因子。根據(jù)此轉(zhuǎn)換關(guān)系可以求出檢測邊 緣點(diǎn)的圖像邊緣矯正坐標(biāo)，進(jìn)而確定檢測目標(biāo)在圖像坐標(biāo)系中的圖像矯正范圍。
[0036] S104、建立畸變模型，將所述圖像矯正范圍內(nèi)的各圖像點(diǎn)的圖像矯正坐標(biāo)按照所 述畸變模型的預(yù)設(shè)畸變算法，計(jì)算得到所述各圖像點(diǎn)畸變后的畸變坐標(biāo)。
[0037] 示例性的，建立畸變模型，所述畸變模型為攝像機(jī)畸變模型，將所述圖像矯 正范圍內(nèi)的各圖像點(diǎn)的圖像矯正坐標(biāo)按照所述畸變模型的預(yù)設(shè)畸變算法，計(jì)算得 到所述各圖像點(diǎn)畸變后的畸變坐標(biāo)。各圖像點(diǎn)為像素點(diǎn)。所述預(yù)設(shè)畸變算法為：
其中PidiS= [X ms，yi