大视角图像畸变的校正处理方法

摘要

本发明公开了一种大视角图像畸变的校正处理方法，包括S1、对校正后图像中的任一点计算它到图像中心的距离，即理想像高；S2、采用经过改进的畸变率公式，计算该点对应的畸变率D；S3、由畸变率D计算该点对应的畸变点坐标；S4、采用双线性插值法，用得到的畸变坐标对相应的理想坐标点的像素值进行插值，得到校正后的图像；本发明的畸变校正近似模型，可以方便的得到各点的畸变率，从而由理想点的坐标计算对应的畸变点坐标，避免了在校正后的图像上产生“空洞”现象；本发明不需要制定特定的模板对镜头畸变参数进行标定，从而免去了计算参数时的大量迭代运算，更加简单，易于在硬件上实现，并且当图像尺寸较大时，能有效减少计算时间，通用性好。

主权项

大视角图像畸变的校正处理方法，其设定空间坐标系为X‑Y‑Z，选用半球形畸变校正模型，设定图像的中心点为畸变中心点，投影面S与平面X‑Y平行，并设定空间某点的畸变成像点为P′，其坐标为（x′,y′,z′），则其对应的理想点即为投影点P，其坐标为（x,y,z），可得出其对应的映射关系为： r 2 = r 1 × R R 2 - r 1 2 = r 1 × f f 2 - r 1 2 - - - ( 1 ) 式中，r2为投影面S上像点到光轴Z的距离，即为像点的理想成像高度；r1为球面上的像点到光轴Z的距离，即为图像上像素点的实际高度；f为焦距，其等于投影面S与平面XOY之间的距离OF；R为半球形畸变校正模型的球半径，且R=OF；其特征在于：还包括设定一畸变率D=（r1‑r2）/r2 *100%，将其带入公式（1）中，得到： D = f f 2 + r 2 2 - 1 - - - ( 2 ) 同时在球面与中心面距离为变焦距的基础上增加了一个随r2变化的参数d，该参数d为在随着视角的增大时，减少半球形模型所得到的成像高度的减小率大于实际的成像高度而带来的误差，并设定：d(r2)=a1*ln(r2+1)+a2，即得到畸变率D为： D = f + d ( f + d ) 2 + r 2 2 - 1 - - - ( 3 ) 该校正处理方法具体包括以下步骤：S1、对校正后图像中的任一点（X，Y），计算它到图像中心的距离r2，即理想像高；S2、采用（3）式，由r2，k，d计算该点对应的畸变率D；S3、由于x=(1+D)X，y=(1+D)Y，由畸变率D计算该点对应的畸变点坐标；S4、采用双线性插值法，用得到的畸变坐标（x，y），对相应的理想坐标点（X，Y）的像素值进行插值，从而得到校正后的图像。其中：任一点（X，Y）为校正图像坐标系的坐标，（x，y）为原始畸变图像坐标系的坐标。