简易线性广角镜头的校正法

摘要

本发明为一种简易线性广角镜头校正法，包括：摄取含有直线场景的照像，用直线检测算法提取直线，再提取来自直线上的图像点；对来自同一直线上的图像点进行三点组合；应用广义除式模型，基于每个组合，建立一个畸变参数的线性方程，计算畸变参数，对畸变参数优化；应用求解的摄像机镜头的内参数对镜头进行校正。本发明提供的方法完全是线性的，不需要进行曲线拟和，所以简便、实用。而且所采用的广义除式模型考虑的畸变参数更全面，从而测量精度能满足通常的需要，具有鲁棒性好、稳定性高等特点。本发明使得广角镜头校正走向实用化、简便化。

主权项

简易线性广角镜头校正法，包括步骤如下：步骤S1：摄取含有直线场景的图像，用直线检测算法提取直线，再提取来自图像直线上的图像点；步骤S2：对来自同一直线上的图像点进行三点组组合；步骤S3：应用广义除式模型，基于每个组合，建立一个畸变参数的线性方程为： ( u 3 2 [ m 1 m 2 m 0 ] - u 2 2 [ m 1 m 3 m 0 ] + u 1 2 [ m 2 m 3 m 0 ] ) k 1 + ( v 3 2 [ m 1 m 2 m 0 ] - v 2 2 [ m 1 m 3 m 0 ] + v 1 2 [ m 2 m 3 m 0 ] ) k 2 + ( u 3 v 3 [ m 1 m 2 m 0 ] - u 2 v 2 [ m 1 m 3 m 0 ] + u 1 v 1 [ m 2 m 3 m 0 ] ) k 3 - [ m 1 m 2 m 3 ] = 0 , 式中m0表示畸变中心的齐次坐标，是以图像中心作为初始值，m1，m2，m3表示直线图像上三个点的齐次坐标，(ui，vi)为mi‑m0前两个坐标对应的值；步骤S4：对上述线性方程进行求解，将计算结果作为畸变参数k1、k2、k3的初始值；步骤S5：应用最小二乘准则，使用计算结果误差最小的准则对畸变参数k1、k2、k3进行优化；步骤S6：根据畸变参数k1、k2、k3求解摄像机镜头的内参数为： f u = 1 k 1 , f v = k 1 k 1 k 2 - k 3 2 4 , s = - k 3 2 k 1 f v , 式中：fu为焦距与像素点在水平方向宽度的比值，fv为焦距与像素点在垂直方向宽度的比值，s为图像平面不垂直光轴产生的畸变因子，利用镜头成像模型与镜头本身有关的内参数，准确计算出内参数后，完成对图像的畸变进行校正。