一种图像矫正方法以及摄像头的制作方法_2

文档序号:9277072阅读:来源:国知局
] 第十确定单元,用于根据所述线段的中点的第二极坐标和所述目标中点的第二极 坐标确定目标距离;
[0117] 第十一确定单元,用于确定与所述目标距离对应的畸变矫正系数,所述畸变矫正 系数的大小与所述目标距离的大小呈反比,且所述畸变矫正系数大于等于0且小于等于1 ;
[0118] 第十二确定单元,用于确定目标畸变矫正系数,所述目标畸变矫正系数为所有所 述畸变矫正系数的最小值;
[0119] 第十三确定单元,用于根据已确定的所述目标畸变矫正系数确定矫正后的图像。
[0120] 基于本发明实施例第三方面的第三种实现方式,本发明实施例第三方面的第四种 实现方式中,
[0121] 所述第十三确定单元包括:
[0122] 第一转换模块,用于将所述目标图像中的所有像素点的第一直角坐标转换为极坐 标;
[0123] 第二转换模块,用于将所述目标图像中的所有像素点的极坐标代入第一畸变公式 中,以获取所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的极坐标;
[0124] 所述第一畸变公式为:
[0128] 所述目标图像中的所有像素点的极坐标为(p2, q>2 ),所述目标图像中的所有像 素点畸变矫正后的极坐标为(p3,(p3),y所述目标畸变矫正系数,0为所述目标图像中 的像素点对应的视角;
[0130] 第三转换模块,用于将所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的极坐标转换为 直角坐标;
[0131] 第一确定模块,用于根据所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的直角坐标确 定矫正后的图像。
[0132] 基于本发明实施例第三方面的第四种实现方式,本发明实施例第三方面的第五种 实现方式中,
[0133] 还包括:
[0134] 第十四确定单元,用于确定第二畸变公式,所述第二畸变公式为P3 = l+cQp 2+qP22,(63 = (62,其中,Cci和C丨为参考系数;
[0135] 第十五确定单元,用于根据泰勒展开公式展开所述第一畸变公式以确定所述参考 系数的值;
[0136] 第三代入单元,用于将所述目标图像中的所有像素点的极坐标代入所述第二畸变 公式中,以获取所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的极坐标;
[0137] 第五转换单元,用于将所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的极坐标转换为 直角坐标;
[0138] 第十六确定单元,用于根据所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的直角坐标 确定矫正后的图像。
[0139] 本发明实施例第四方面提供了一种摄像头,包括:
[0140] 第十七确定单元,用于确定摄像头所拍摄的目标图像所包含的每一人脸图像的位 置,且所述人脸图像的数目为至少一个;
[0141] 第十八确定单元,用于确定目标畸变矫正系数,所述目标畸变矫正系数为大于等 于0且小于等于1,且位于所述人脸图像上的像素点的目标畸变矫正系数大于位于背景图 像上的像素点的目标畸变矫正系数,所述目标图像包括所述背景图像和所述人脸图像;
[0142] 第十九确定单元,用于获取所述摄像头的视场角参数,所述视场角参数为所述摄 像头的最大视场角以及与所述0_对应的像素点的极坐标半径P
[0143] 第六转换单元,用于将所述目标图像的所有像素点的第一直角坐标转换为极坐 标;
[0144] 第四代入单元,用于将所述目标图像中的所有像素点的极坐标代入第一畸变公式 中,以获取所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的极坐标;
[0145] 所述第一畸变公式为:
[0149] 其中,所述目标图像中的所有像素点的极坐标为(p2,(p2 ),所述目标图像中的 所有像素点畸变矫正后的极坐标为(p3,cp3),y所述目标畸变矫正系数,0为所述目标 图像中的像素点对应的视角;
[0151] 基于本发明实施例第四方面,本发明实施例第四方面的第一种实现方式中,
[0152] 还包括:
[0153]第七转换单元,用于将所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的极坐标转换为 直角坐标;
[0154] 第二十确定单元,用于根据所述目标图像中的所有像素点畸变矫正后的直角坐标 确定矫正后的图像。
[0155] 基于本发明实施例第四方面或本发明实施例第四方面的第一种实现方式,本发明 实施例第四方面的第二种实现方式中,
[0156] 还包括:所述第十八确定单元包括:
[0157] 第二确定模块,用于确定所述目标图像中满足第二预设要求第一圆形区域,且所 述第一圆形区域的数目与所述人脸图像的数目相等,所述第二预设要求为所述第一圆形 区域完全覆盖所述人脸图像,且所述人脸图像的边缘和所述第一圆形区域的边缘小于预设 值;
[0158] 第三确定模块,用于确定目标线段,所述目标线段为所述目标图像中所有线段中 距离所述第一圆形区域最小的线段;
[0159] 第四确定模块,用于确定所述目标图像中的第二圆形区域,所述第一圆形区域和 所述第二圆形区域为同心圆,所述第二圆形区域的半径大于所述第一圆形区域的半径,且 所述第二圆形区域的半径小于所述第二圆形区域的圆心与所述目标线段之间的距离;
[0160] 第五确定模块,用于确定所述目标畸变矫正系数,其中,所述目标图像位于所述第 一圆形区域内的像素点的目标畸变矫正系数为1,所述目标图像位于所述第二圆形区域外 的像素点的目标畸变矫正系数为〇,所述目标图像位于所述第一圆形区域和所述第二圆形 区域之间的像素点的目标畸变矫正系数为大于0且小于1,且位于所述第一圆形区域和所 述第二圆形区域之间的像素点的目标畸变矫正系数的大小沿朝向所述目标线段的方向递 减。
[0161] 本发明实施例公开了一种图像矫正方法以及摄像头,所述图像矫正方法包括确定 摄像头所拍摄的目标图像,获取所述摄像头的视场角参数,将所述目标图像的目标像素点 的第一直角坐标转换为第一极坐标,所述目标像素点为所述目标图像的全部或满足第一预 设要求的部分像素点,对所述目标像素点进行共形映射以确定所述目标像素点的第二极坐 标;通过本实施例所示的矫正方法能够对目标图像进行自动矫正,且通过本实施例所示的 共形映射对所述目标图像进行共形映射能够保持被拍摄物体的形状,避免被拍摄物体的畸 变,且若目标图像中包含有人脸图像,通过本实施例所示的矫正方法在无需用户手动操作 的情况下,即可自动对人脸图像进行矫正。
【附图说明】
[0162] 图1为现有技术所示的摄像头成像的原理示意图;
[0163] 图2为本发明实施例所提供的图像矫正方法的一种实施例步骤流程图;
[0164] 图3为本发明实施例所提供的确定目标像素点的对应的视角的示意图;
[0165] 图4为本发明实施例所提供的图像矫正方法的另一种实施例步骤流程图;
[0166] 图5为本发明实施例所提供的摄像头成像的一种示意图;
[0167] 图6为本发明实施例所提供的摄像头成像的另一种示意图;
[0168] 图7为本发明实施例所提供的图像矫正方法的另一种实施例步骤流程图;
[0169] 图8为本发明实施例所提供的图像矫正方法的一种确定目标畸变矫正系数的示 意图;
[0170] 图9为本发明实施例所提供的图像矫正方法的一种实施例步骤流程图;
[0171] 图10为本发明实施例所提供的图像矫正方法的另一种实施例步骤流程图;
[0172] 图11为本发明实施例所提供的图像矫正方法的一种确定目标畸变矫正系数的示 意图;
[0173] 图12为本发明实施例所提供的摄像头的一种结构示意图;
[0174] 图13为本发明实施例所提供的摄像头的另一种结构示意图;
[0175] 图14为本发明实施例所提供的摄像头的另一种结构示意图;
[0176] 图15为本发明实施例所提供的摄像头的一种结构示意图;
[0177] 图16为本发明实施例所提供的摄像头的另一种结构示意图;
[0178] 图17为本发明实施例所提供的摄像头的另一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0179] 以下结合图2所示对本发明实施例提供了一种图像矫正方法进行详细说明;
[0180] 201、确定摄像头所拍摄的目标图像;
[0181] 本实施例对该摄像头不做限定,例如所述摄像头可为设置在手机上的摄像头,可 选的为设置在手机上的前置摄像头,或者设置在相机上的摄像头,还例如设置在平板上的 摄像头等,只要所述摄像头为满足线性透视关系的摄像头即可;
[0182] 本实施例中,首先确定所述摄像头所拍摄的图像为目标图像。
[0183] 202、获取所述摄像头的视场角参数;
[0184] 其中,所述视场角参数为所述摄像头的最大视场角0_以及与所述0 _对应的 像素点的极坐标半径P
[0185] 本实施例对具体如何获取所述视场角参数不做限定,例如所述视场角参数可为预 先设置的已知信息,还例如可根据摄像头的焦距和传感器的大小等信息计算所述视场角参 数,具体计算方法为现有技术,在本实施例中不做赘述,还例如也可通过实验测量得到,举 例实验方式不做限定,只要能够确定所述视场角参数即可。
[0186] 203、将所述目标图像的目标像素点的第一直角坐标转换为第一极坐标;
[0187] 其中,所述目标像素点为所述目标图像的全部或满足第一预设要求的部分像素 点,所述第一预设要求为所有所述目标像素点不位于所述目标图像上的同一直线上;
[0188] 本实施例中,对所述目标像素点的具体数目不做限定,可为所述目标图像的所有 像素点或部分像素点;
[0189] 可选的,为更好的实现本实施例所示的图像矫正,则可在所述目标图像上选定目 标对象,所述目标对象可呈球形,圆形等形状,较佳的,在具体应用场景中,所述目标对象可 为人脸图像;
[0190] 本实施例所示的所述目标像素点可为围绕所述目标对象的至少三个不共线像素 占.
[0191] 较佳的,所述目标图像检测到人脸图像,则可确定所述目标对象为所述人脸图像, 则通过现有技术所示可在所述目标图像上形成为矩形框以圈住人脸图像,则所述目标像素 点可为所述矩形框的四个角的像素点;
[0192] 当然,以上对所述目标像素点的具体说明为较佳的示例,不做限定。
[0193] 所述目标像素点的第一直角坐标为已知信息,具体说明请参见现有技术所示,具 体在本实施例中不做赘述;
[0194] 本实施例中将所述目标像素点的第一直角坐标转换为第一极坐标(p0, CpO )。
[0195] 204、对所述目标像素点进行共形映射以确定所述目标像素点的第二极坐标;
[0196] 本实施例中,用于实现所述共形映射的公式为:
[0198] 所述目标像素点的第一极坐标为(p0,q)0),所述目标像素点的第二极坐标为 (pl,Cpl);
[0199] 可见确定所述目标像素点的第一极坐标后,可根据该共形映射公式以及所述目标 像素点的第一极坐标计算出所述目标像素点的第二极坐标,以完成对所述目标图像的矫 正;
[0200] 以下结合图3所示对如何确定所述目标像素点的对应的视角0的进行说明:
[0201] 其中,经过步骤202已确定所述视场角参数为所述摄像头的最大视场角0 max以 及与所述0 max对应的像素点的极坐标半径P max ;
[0202] 可见,步骤202与步骤201至步骤203之间并无进行的时序先后关系,只要在进行 步骤204之前,已完成所述步骤202以确定所述视场角参数即可;
[0203] 图3中以目标像素点为像素点A进行举例说明,需明确的是,对于所述目标图像中 的其他像素点的对应的视角9的方式与像素点A相同;
[0204] 其中,与目标像素点A对应的视角0为目标像素点A和摄像头301的连线302与 光轴303的夹角;
[0205] 如图3所述的目标像素点A的第一极坐标为(p〇,(p〇);
[0207] 通过本实施例所示的矫正方法能够对目标图像进行自动矫正,且通过本实施例所 示的共形映射对所述目标图像进行共形映射能够保持被拍摄物体的形状,避免被拍摄物体 的畸变,且若目标图像中包含有人脸图像,通过本实施例所示的矫正方法在无需用户手动 操作的情况下,即可自动对人脸图像进行矫正,从而能够对目标图像上的畸变的人脸图像 进行矫正,保障了目标图像的清晰和人脸图像不会出现透视畸变。
[0208] 以下结合图4所示对本发明实施例具体是如何有效的保障目标图像中的人脸进 行矫正以避免透视畸变进行详细说明:
[0209] 401、确定摄像头所拍摄的目标图像;
[0210] 402、获取所述摄像头的视场角参数;
[0211] 所述视场角参数为所述摄像头的最大视场角0_以及与所述0 _对应的像素点 的极坐标半径Pmax;
[0212] 本实施例步骤401至402请详见图2所示的步骤201至步骤202所示,具体在本 实施例中不做赘述。
[0213] 403、检测所述目标图像中所包含的人脸图像的数目,若大于1个,则进行步骤 404,若等于1个则进行步骤410 ;
[0214] 具体检测方法可为人脸检测算法,通过人脸检测算法能够确定所述目标图像中的 人脸图像的数目,以及各个人脸图像所位于的具体位置;
[0215] 需明确的是,本实施例对具体如何检测人脸图像的数目和位置的具体方法不做限 定,所述人脸检测算法仅仅为一种示例,且所述人脸检测算法的具体实现过程为现有技术, 具体在本实施例中不做赘述。
[0216] 例如,现有技术中能够通过矩形框圈定目标图像中的人脸,即通过矩形框能够确 定人脸图像的数目、位置以及大小。
[0217] 404、确定所述目标像素点为所述目标图像的所有像素点;
[0218] 405、将所述目标图像的目标像素点的第一直角坐标转换为第一极坐标;
[0219] 本实施例结合图5所示,即将所述目标图像501的所有像素点转换为第一极坐标。
[0220] 406、对所述目标像素点进行共形映射以确定所述目标像素点的第二极坐标;
[0221] 其中,具体的共形映射方式请参见上述实施例所示,即本实施例对能够实现所述 共形映射的公式不做赘述;
[0222] 如图5所示可知,即本实施例中每个所述目标像素点进行所述共形映射后能够映 射到映射面502上,当所述目标图像501上的所有像素点均映射到所述映射面502上时,所 述映射面502呈弧形面;
[0223] 具体的,如图5所示人脸503经过摄像头504拍摄形成的人脸图像505,可见,人 脸503是类圆形的,而所形成的人脸图像505发生透视畸变,以使人脸图像505相对于人脸 503拉伸畸变的感知度会比较明显;
[0224] 而本实施例中,经过步骤401至步骤406所示能够将人脸图像505的第一极坐标 转换为第二极坐标,以使所述人脸图像505能够映射到球面506上,即将人脸图像505映射 到一个能够使得人脸503成理想大小的像的球面506,从而有效的保持了人脸应有的形状, 避免了人脸的畸变。
[0225] 407、将所述目标图像的所有像素点的所述第二极坐标转换为第二直角坐标;
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