径向畸变参数获取方法及获取装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了径向畸变参数的获取方法及获取装置。所述方法包括，随机选择一个平面作为第一平面；使数字成像设备的光轴垂直于所述第一平面，拍摄得到畸变图像；从所述畸变图像中获取n条圆弧；根据所述圆弧计算出所述数字成像设备的径向畸变参数。所述装置包括，选择单元，拍摄单元，获取单元，计算单元。应用本发明的实施例，只需要拍摄一张畸变图像即可获取数字成像设备的畸变参数，而且畸变图像可以依据自然环境获取。本发明实施例中提供的方法或装置，具有操作简便，适用性广，实用性强等优点。
【专利说明】径向畸变参数获取方法及获取装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及图像处理领域，尤其涉及径向畸变参数获取方法及装置。
【背景技术】
[0002]镜头畸变是指图像中存在的透视失真的总称。使用数字成像设备拍摄得到的所有图像都或多或少存在镜头畸变，因此使用数字成像设备拍摄得到的图像也被称为畸变图像。镜头畸变包括径向畸变、偏心畸变及薄棱镜畸变等类型，其中对图像失真影响最大的是径向畸变。径向畸变会弓丨起图像内的点产生相对于畸变中心的径向移动，离畸变中心距离越远的点移动量越大。由于存在径向畸变，在数字成像设备拍摄得到的畸变图像中，距离畸变中心越远的部分失真越严重。
[0003]在图像处理领域，定量分析法的应用越来越广泛。在对畸变图像进行定量分析时，径向畸变引起的图像失真越严重，定量分析结果的准确性就越差。为减小径向畸变对定量分析结果准确性的影响，通常做法是，首先对畸变图像中的径向畸变进行校正，然后对校正后的图像进行定量分析。对径向畸变进行校正，可以减小图像失真，从而提高定量分析结果的准确性。在径向畸变校正过程中，需要使用数字成像设备的径向畸变参数，径向畸变参数包括畸变系数与畸变中心。
[0004]现有技术中，获取径向畸变参数的方法有多种，这些方法都是先假设数字成像设备符合小孔成像模型，通过移动标定板或数字成像设备，从多个不同角度拍摄标定板，获取多张畸变图像；以标定板中的角点作为畸变图像的特征点，计算出数字成像设备的内参数，再根据所述内参数通过非线性优化的办法求出径向畸变参数。
[0005]发明人对现有技术研究后发现，采用现有方法获取径向畸变参数，过程非常复杂，不但需要使用标定板，而且需要拍摄多张图像，操作不便，实用性差。`
【发明内容】
[0006]本发明实施例提供了径向畸变参数获取方法及装置，以解决现有获取径向畸变参数获取操作不便，实用性差的问题。
[0007]第一方面，本发明提供了一种径向畸变参数获取方法，该方法包括:随机选择一个平面作为第一平面；使数字成像设备的光轴垂直于所述第一平面拍摄所述第一平面，得到所述第一平面的畸变图像，所述畸变图像中包含m条直线的图像，所述m条直线位于所述第一平面，且所述m条直线相互平行，其中m ^ 2 ;从所述畸变图像中获取η条圆弧，其中每一条圆弧表示所述m条直线中一条直线的图像，其中2 < η < m ;根据所述圆弧计算出所述数字成像设备的径向畸变参数。
[0008]结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述从所述畸变图像中获取η条圆弧包括:从所述畸变图像中获取η个点集，其中每一个点集由一条备选直线的图像上3个以上点组成，所述备选直线为所述m条直线其中一条；分别使用每一个所述点集拟合出一条圆弧。[0009]结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述从所述畸变图像中获取η条圆弧包括:从所述畸变图像中获取η个点集，其中每一个点集由一条备选直线的图像上3个以上点组成，所述备选直线为所述m条直线其中一条；确定所述畸变图像的轮廓边界；从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集，所述圆弧集包括所述轮廓边界内的畸变图像中所有直线的图像所对应的圆弧；从所述圆弧集中，分别获取与每一个点集距离最近的圆弧。
[0010]结合第一方面第二种可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述确定所述畸变图像的轮廓边界包括:使用坎尼算子Canny operator提取所述畸变图像的边缘点；链接所述边缘点，得到所述畸变图像的轮廓边界。
[0011]结合第一方面第二种可能的实现方式或第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集包括:使用随机采样一致性Ransac算法从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集，所述圆弧集包括所述轮廓边界内的畸变图像中所有直线的图像所对应的圆弧。
[0012]结合第一方面、第一方面第一种可能的实现方式、第一方面第二种可能的实现方式、第一方面第三种可能的实现方式或第一方面第四种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述根据所述圆弧计算出所述数字成像设备的径向畸变参数，包括:获取所述η条圆弧的第一交点坐标(Xpy1)与第二交点坐标(X^y2);根据所述交点坐标计算畸变中心坐标(xd0, yd0)及畸变系数 λ，其中 xd0 = (x!+x2)/2, yd0 = (Yjy2)/2, λ = -4/
【权利要求】
1.一种径向畸变参数获取方法,其特征在于,包括: 随机选择一个平面作为第一平面； 使数字成像设备的光轴垂直于所述第一平面拍摄所述第一平面，得到所述第一平面的畸变图像，所述畸变图像中包含m条直线的图像，所述m条直线位于所述第一平面，且所述m条直线相互平行，其中m≥2; 从所述畸变图像中获取η条圆弧，其中每一条圆弧表示所述m条直线中一条直线的图像，其中2≤η≤m ; 根据所述圆弧计算出所述数字成像设备的径向畸变参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述畸变图像中获取η条圆弧包括: 从所述畸变图像中获取η个点集，其中每一个点集由一条备选直线的图像上3个以上点组成，所述备选直线为所述m条直线其中一条； 分别使用每一个所述点集拟合出一条圆弧。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述畸变图像中获取η条圆弧包括: 从所述畸变图像中获取η个点集，其中每一个点集由一条备选直线的图像上3个以上点组成，所述备选直线为所述m条直线其中一条； 确定所述畸变图像的轮廓边界； 从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集，所述圆弧集包括所述轮廓边界内的畸变图像中所有直线的图像所对应 的圆弧； 从所述圆弧集中，分别获取与每一个点集距离最近的圆弧。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述畸变图像的轮廓边界包括: 使用坎尼算子Canny operator提取所述畸变图像的边缘点； 链接所述边缘点，得到所述畸变图像的轮廓边界。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集包括: 使用随机采样一致性Ransac算法从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集，所述圆弧集包括所述轮廓边界内的畸变图像中所有直线的图像所对应的圆弧。
6.如权利要求1至5任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述根据所述圆弧计算出所述数字成像设备的径向畸变参数，包括: 获取所述η条圆弧的第一交点坐标(X^y1)与第二交点坐标(Xi^y2); 根据所述交点坐标计算畸变中心坐标(xdCi，ydCi)及畸变系数λ，其中Xdtl = (χ!+χ2)/2,
7.一种径向畸变参数获取装置，其特征在于，包括: 选择单元，用于随机选择一个平面作为第一平面； 拍摄单元，用于使数字成像设备的光轴垂直于所述选择单元选择的所述第一平面拍摄所述第一平面，得到所述第一平面的畸变图像，所述畸变图像中包含m条直线的图像，所述m条直线位于所述第一平面，且所述m条直线相互平行，其中m > 2 ; 获取单元，用于从所述拍摄单元拍摄得到的所述畸变图像中获取η条圆弧，其中每一条圆弧表示所述m条直线中一条直线的图像,2 ^ n ^ m ；计算单元，用于根据所述获取单元获取到的所述圆弧，计算出所述数字成像设备的径向畸变参数。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括: 第一点集获取子单元，用于从所述畸变图像中获取η个点集，其中每一个点集由一条备选直线的图像上3个以上点组成，所述备选直线为所述m条直线其中一条； 圆弧拟合子单元，用于分别使用所述第一点集获取子单元的获取到的每一个所述点集拟合出一条圆弧。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括: 第二点集获取子单元，用于从所述畸变图像中获取η个点集，其中每一个点集由一条备选直线的图像上3个以上点组成，所述备选直线为所述m条直线其中一条； 边界确定子单元，用于确定所述畸变图像的轮廓边界； 圆弧集生成子单元，用于从所述边界确定子单元确定的所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集，所述圆弧集包括所述轮廓边界内的畸变图像中所有直线的图像所对应的圆弧； 圆弧选择子单元，用于从所述圆弧集生成子单元生成的所述圆弧集中，分别获取与第二点集获取子单元获取到的每一个点集距离最近的圆弧。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述边界确定子单元，包括: 边缘点提取子单元，用于使用Canny operator提取所述畸变图像的边缘点； 边缘点链接子单元，用于链接所述边缘点提取子单元提取到的所述边缘点，得到所述畸变图像的轮廓边界。
11.如权利要求9或10所述的装置，其特征在于， 所述圆弧集生成子单元，用于使用随机采样一致性Ransac算法从所述轮廓边界内的畸变图像中获取圆弧集，所述圆弧集包括所述轮廓边界内的畸变图像中所有直线的图像所对应的圆弧。
12.如权利要求7至11任意一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括: 交点获取子单元，获取所述η条圆弧的第一交点坐标(Xpy1)与第二交点坐标(Xi^y2);参数计算子单元，用于根据所述交点获取子单元获取到的交点坐标计算畸变中心坐标(xdQ, yd0)及畸变系数 λ，其中
【文档编号】G06T7/00GK103617615SQ201310616512
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】杜歆, 李水平 申请人:华为技术有限公司