一种定焦、变焦镜头通光量强度不均校正方法及装置的制造方法_2

文档序号:9632021阅读:来源:国知局
,k5,k6,k7,执行 步骤247;
[0055] 步骤247 :设置镜头形变参数G,则新的二阶多项式曲面参数(:_={Cl__,c2__,c3_ new?。4-new?。5-new?。6-new?。7-newi
[0056] clnew= c^2+kfi
[0057] c2-new= c2-N2+k2G
[0058] c3-new= c3-N2+k3G
[0059] c4-new= c4-N2+k4G
[0060] c5-new= c5-N2+k5G
[0061] c6-new= c6-N2+k6G
[0062] c7__= c7N2+k7G。
[0063] 进一步的,所述步骤23或者步骤24之后,还可以使用步骤25进一步提高平滑曲 面拟合精度,具体包括:
[0064] 步骤251 :二阶多项式曲面参数、加权二阶多项式曲面参数、二维高斯曲面参数或 者加权二维高斯曲面参数中增加两个参数{cs,c9};则二阶多项式曲面参数和加权二阶多 项式曲面参数是{(^,c2,c3,c4,c5,c6,cs,c9}8个参数,二维高斯曲面和加权二维高斯曲面参 数是Ia,c2,c3,c4,c5,c6,c7,cs,c9}9个参数;所述参数{cs,c9}的计算过程为:
[0065] 步骤252 :令cs取值从5到min(W/2,H/2),W和Η分别为图像的宽度和高度,二阶 多项式曲面参数和二维高斯曲面参数中构造矩阵Υ为:
[0066]
[0067] 加权二阶多项式曲面参数和加权二维高斯曲面参数中构造矩阵Υ为:
[0068]
[0069] 步骤253 :令c9为XC-V与Υ之间误差的平均值
[0070] c9=mean(XC-V-Y)
[0071] 步骤254 :计算误差err,二阶多项式曲面及加权二阶多项式曲面为:
[0072] err= (XC-Y-V_c9)T (XC-Y-V_c9)
[0073] 二维高斯曲面及加权二维高斯曲面为
[0074] err= (XC-V,)T(XC_V')
[0075] V,=In(exp(V) _Y_c9)
[0076] 在(38的所有取值中选取误差err最小的一组{cs,c9}。
[0077] -种变焦镜头通光量强度不均校正方法校正方法,在多次应用所述定焦镜头校正 方法基础上,组合校正结构实现变焦镜头全焦距段的校正,具体包括:
[0078] 步骤121 :在焦距F范围内从最小到最大每隔一定间距取一个焦距样本点,间距设 定在20mm到200mm之间;
[0079] 步骤122 :在每个焦距样本点上执行所述步骤1到步骤2的定焦镜头自动校正方 法,并分别记录平滑曲面参数;
[0080] 步骤123 :对焦距值F=fb,且fb不是焦距样本点,取不超过fb的最大焦距样本 点fa,该样本点测得平滑曲面参数记为Ca;不小于fb的最小焦距样本点f。,该样本点测得平 滑曲面参数记为C。;则在F=fb焦距值的平滑曲面参数为:
[0081]
[0082] 步骤124 :步骤通过平滑曲面参数c生成校正模板Ιτ;
[0083] 步骤:125 :在计算出校正模板1,后,每次拍照生成图像I,对I执行
[0084] Γ=I. /Ιτ
[0085] 其中./为点除运算,即让对应行数和列数的像素做除法;然后将Γ像素数值的分 布归一化处理至〇到255区间,对图像亮度不均的像素IR进行校正,
[0086] IR=s+s2
[0087]其4
[0088] -种定焦镜头通光量强度不均校正的装置包括:
[0089] 平均图像生成装置,用于采集大量图像,并生成平均图像IA;
[0090] 平滑误差曲面参数计算装置,用于对平均图像IA进行平滑曲面最小误差拟合,计 算平滑曲面参数C;
[0091] 校正模板装置,用于通过平滑曲面参数c,生成校正模板Ιτ;
[0092] 图像像素校正装置,用于在计算出校正模板、后,每次拍照生成图像I,对I执行
[0093] I' =I. /Ιτ
[0094] 其中./为点除运算,即让对应行数和列数的像素做除法;然后将Γ像素数值的分 布归一化处理至0到255区间,对图像亮度不均的像素进行校正。
[0095] IR=s+s2
[0096] 其4
[0097] 综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
[0098] 1、提出了一种解决因镜头形变导致生成图像亮度不均匀问题的方法,可以无需 额外设备实现自动镜头亮度校正;
[0099] 2、该方法通过计算样本点的焦距值作为阈值得到样本点的平滑曲面参数
:使得变焦镜头也可调整。
[0100] 3、在完成两次自动校正后,可是手动设置镜头形变参数,快速得到校正参数,尤其 适合户外环境下使用的长焦镜头。
【具体实施方式】
[0101] 本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥 的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
[0102] 本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均 可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系 列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0103] 本专利相关说明:
[0104] 1、F镜头焦距
[0105] 2、G镜头形变系数
[0106] 3、C平滑曲面参数组(二阶多项式曲面是{^,(^(^(^(^(^^个参数二维高斯 曲面是Ια,c2,c3,c4,c5,c6,c7} 7 个参数)
[0107] 4、I单次拍摄图像,IA平均图像,IT校正模板,IR亮度不均校正修复后图像具体方 式:
[0108] -、定焦镜头自动校正方法:
[0109] 步骤1 :采集大量图像生成平均图像IA;
[0110] 步骤2 :对平均图像进行平滑曲面最小误差拟合,计算平滑曲面参数C;
[0111] 步骤3 :通过平滑曲面参数生成校正模板Ιτ。
[0112] 步骤4 :在计算出校正模板后Ιτ,每次拍照生成图像I,对I执行
[0113] I' =I. /Ιτ
[0114] 其中./为点除运算,即让对应行数和列数的像素做除法;然后将Γ素数值的分 布归一化处理至0到255区间
[0115]IR=sJ' +s2
[0116] 其4 可以实现对图像亮度不均问题的快 速校正。
[0117] 进一步的,步骤1具体为:
[0118] 步骤1. 1 :以视频或者连续快速拍照的方式采集图像,图像数据应尽量保持原始 性,不做数据处理;同时保持相机转动使拍摄的照片不重复;在采集100到1000张图像后, 将所有图像转化为灰度图像,然后计算平均图像IA;
[0119] 步骤1. 2 :将^用Sobel边缘检测算子计算边缘强度,即分别使
fl
对IA做卷积运算,如果生成的结果中所有像素的值均小于?\,则完成平均图 像生成,否则执行步骤1. 3 ;?\的取值一般在20到50之间;
[0120] 步骤1. 3:再采集100到500张图像后,重新计算所有图像的灰度转化平均图像ΙΑ, 然后重新执行步骤1. 2。
[0121] 进一步的,步骤2具体为:
[0122] 步骤2. 1 :对平均图像^的所有行列按照5到100等像素间隔进行亚采样,样本记 为{xdyi,ν1;χ2,y2,v2;. . .;xN1,yN1,νΝ1},其中(X,y)为像素坐标,ν为像素灰度值,角标为采 样点序号,&为亚采样样本点个数;然后选择2. 2、2. 3、2. 4、或者2. 5中的一个对亚采样的 平均图像进行最小误差拟合,计算计算平滑曲面参数C;
[0123]步骤2.2(二阶多项式曲面):构造矩阵X和V
[0124]
[0125] 计算C= (XTX) 1TV,其中矩阵右上角的T表示转置,右上角的-1表示求逆矩阵
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