一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法及标定装置制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法及标定装置，其中方法包括如下步骤：获取包含至少两组空间平行直线的标定图像；对所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组进行拟合处理；根据拟合处理结果生成畸变标定模型，可以提高畸变标定模型的标定结果的准确率。
【专利说明】一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法及标定装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子【技术领域】，尤其涉及一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法及标定装置。
【背景技术】
[0002]随着电子科技的不断开发和完善，相机、手机等具备照相、摄像功能的终端设备已经被广泛的运用到人们的日常生活中，为了增加拍摄图像的表现方式，用户通常会使用一些特殊效果的镜头，例如:鱼眼镜头、移轴镜头、微距镜头等，增加了图像拍摄的效果及种类。
[0003]鱼眼镜头是一种极端的广角镜头，为使镜头达到最大的摄影视角，其前镜片的直径呈抛物状向镜头前部凸出，鱼眼镜头的视角力求达到或超出人眼所能看到的范围。因此，鱼眼镜头与人们眼中的真实世界的景象存在很大的差别。然而，鱼眼镜头所拍摄的图像存在多种类型的失真，其中径向失真被认为是影响图像质量的主要因素，由于传统的径向畸变的标定过程仅限于拟合单直线对应的圆弧来得到畸变参数，以生成畸变标定模型，导致该畸变标定模型的标定结果准确率低，无法很好的解决鱼眼镜头径向失真的问题。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法及标定装置，可以提高畸变标定模型的标定结果的准确率。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供了一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法，可包括:
[0006]获取包含至少两组空间平行直线的标定图像；
[0007]对所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组进行拟合处理；
[0008]根据拟合处理结果生成畸变标定模型。
[0009]基于第一方面，在第一方面的第一种可行的实施方式中，所述至少两组空间平行直线中任一组空间平行直线在畸变图像上均映射为一个圆心共线圆弧组，所述任一组空间平行直线中任一直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组中均存在对应的一条圆弧。
[0010]基于第一方面或第一方面的第一种可行的实施方式，在第一方面的第二种可行的实施方式中，所述对所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组进行拟合处理，包括:
[0011]采用预设的非线性优化算法，计算所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数；
[0012]采用所述公共系数和所述比例系数计算获取拟合处理结果，所述拟合处理结果包括各个所述圆心共线圆弧组中每条圆弧的参数化表示以及各个所述圆心共线圆弧组对应的两个公共交点；
[0013]其中，所述公共参数包括所述两个公共交点间连线的中点坐标以及所述中点到所述两个公共交点中任一交点的向量，所述比例系数包括各个所述圆心共线圆弧组中每条圆弧对应的预设系数。
[0014]基于第一方面的第二种可行的实施方式,在第一方面的第三种可行的实施方式中，所述采用预设的非线性优化算法，计算所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数，包括:
[0015]获取所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组对应的平方距离最小化方程；
[0016]采用预设的非线性优化算法对所述平方距离最小化方程进行计算，获取各个所述圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数。
[0017]基于第一方面的第二种可行的实施方式，在第一方面的第四种可行的实施方式中，所述根据拟合处理结果生成畸变标定模型，包括:
[0018]根据拟合处理结果获取畸变中心点坐标和畸变参数；
[0019]采用所述畸变中心点坐标和所述畸变参数生成畸变标定模型。
[0020]基于第一方面的第四种可行的实施方式，在第一方面的第五种可行的实施方式中，所述根据拟合处理结果获取畸变中心点坐标和畸变参数，包括:
[0021]获取各个圆心共线圆弧组对应的两个公共交点的直线方程，并将所有直线方程的交点坐标确定为畸变中心点坐标；
[0022] 根据所述畸变中心点坐标和任一圆心共线圆弧组中任一圆弧的参数化表示，获取畸变参数。
[0023]基于第一方面的第三种可行的实施方式，在第一方面的第六种可行的实施方式中，所述平方距离最小化方程为:
【权利要求】
1.一种鱼眼镜头径向畸变的标定方法，其特征在于，包括: 获取包含至少两组空间平行直线的标定图像； 对所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组进行拟合处理； 根据拟合处理结果生成畸变标定模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两组空间平行直线中任一组空间平行直线在畸变图像上均映射为一个圆心共线圆弧组，所述任一组空间平行直线中任一直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组中均存在对应的一条圆弧。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组进行拟合处理，包括: 采用预设的非线性优化算法，计算所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数； 采用所述公共系数和所述比例系数计算获取拟合处理结果，所述拟合处理结果包括各个所述圆心共线圆弧组中每条圆弧的参数化表示以及各个所述圆心共线圆弧组对应的两个公共交点； 其中，所述公共参数包 括所述两个公共交点间连线的中点坐标以及所述中点到所述两个公共交点中任一交点的向量，所述比例系数包括各个所述圆心共线圆弧组中每条圆弧对应的预设系数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用预设的非线性优化算法，计算所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数，包括: 获取所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组对应的平方距离最小化方程； 采用预设的非线性优化算法对所述平方距离最小化方程进行计算，获取各个所述圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据拟合处理结果生成畸变标定模型，包括: 根据拟合处理结果获取畸变中心点坐标和畸变参数； 采用所述畸变中心点坐标和所述畸变参数生成畸变标定模型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据拟合处理结果获取畸变中心点坐标和畸变参数,包括: 获取各个圆心共线圆弧组对应的两个公共交点的直线方程，并将所有直线方程的交点坐标确定为畸变中心点坐标； 根据所述畸变中心点坐标和任一圆心共线圆弧组中任一圆弧的参数化表不，获取畸变参数。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述平方距离最小化方程为:
其中，m表示拟合第i条圆弧的点的个数，IQuOiI表示第i条圆弧上的点Qu与圆心Oi之间的距离，^表示第i条圆弧的半径，η表示一个圆心共线圆弧组中圆弧的条数，(ρχ，Py)表示所述两个公共交点M点和N点间连线的中点P点的坐标，(tx, ty)表示所述P点到所述M点或N点的向量，Gvkn)表示η条圆弧中每条圆弧的比例系数； 所述预设的非线性优化算法为LM(Leven-Marquardt)算法。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，假设任一圆心共线圆弧组中任一圆弧的参数化表示为xj+y；j+Axd+Byd+C=O,所述畸变中心点坐标为(xd(l, yd(l)，则所述畸变参数为:
其中，A、B和C为任一圆弧的参数化表示中的参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述畸变标定模型为:
其中，b = (xd, yd)为畸变图像坐标点，a = (xu, yu)为经过畸变校正后的图像坐标点，rd为b与畸变中心点坐标的欧氏距离。
10.一种鱼眼镜头径向畸变的标定装置，其特征在于，包括: 标定图像获取模块，用于获取包含至少两组空间平行直线的标定图像； 圆弧拟合模块，用于对所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组进行拟合处理； 模型生成模块，用于根据拟合处理结果生成畸变标定模型。
11.根据权利要求10所述的标定装置，其特征在于，所述至少两组空间平行直线中任一组空间平行直线在畸变图像上均映射为一个圆心共线圆弧组，所述任一组空间平行直线中任一直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组中均存在对应的一条圆弧。
12.根据权利要求10或11所述的标定装置，其特征在于，所述圆弧拟合模块包括: 参数系数计算单元，用于采用预设的非线性优化算法，计算所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数； 结果获取单元，用于采用所述公共系数和所述比例系数计算获取拟合处理结果，所述拟合处理结果包括各个所述圆心共线圆弧组中每条圆弧的参数化表示以及各个所述圆心共线圆弧组对应的两个公共交点； 其中，所述公共参数包括所述两个公共交点间连线的中点坐标以及所述中点到所述两个公共交点中任一交点的向量，所述比例系数包括各个所述圆心共线圆弧组中每条圆弧对应的预设系数。
13.根据权利要求12所述的标定装置，其特征在于，所述参数系数计算单元包括:方程获取子单元，用于获取所述至少两组空间平行直线中每一组空间平行直线在畸变图像上映射的圆心共线圆弧组对应的平方距离最小化方程； 参数系数获取子单元，用于采用预设的非线性优化算法对所述平方距离最小化方程进行计算，获取各个所述圆心共线圆弧组的公共参数和比例系数。
14.根据权利要求12所述的标定装置，其特征在于，所述模型生成模块包括: 坐标参数获取单元，用于根据拟合处理结果获取畸变中心点坐标和畸变参数； 模型生成单元，用于采用所述畸变中心点坐标和所述畸变参数生成畸变标定模型。
15.根据权利要求14所述的标定装置，其特征在于，所述坐标参数获取单元包括: 坐标获取子单元，用于获取各个圆心共线圆弧组对应的两个公共交点的直线方程，并将所有直线方程的交点坐标确定为畸变中心点坐标； 参数获取子单元，用于根据所述畸变中心点坐标和任一圆心共线圆弧组中任一圆弧的参数化表示，获取畸变参数。
16.根据权利要求13所述的标定装置，其特征在于，所述平方距离最小化方程为:
其中，m表示拟合第i条圆弧的点的个数，IQuOiI表示第i条圆弧上的点Qu与圆心Oi之间的距离，^表示第i条圆弧的半径，η表示一个圆心共线圆弧组中圆弧的条数，(ρχ，Py)表示所述两个公共交点M点和N点间连线的中点P点的坐标，(tx, ty)表示所述P点到所述M点或N点的向量，Gvkn)表示η条圆弧中每条圆弧的比例系数； 所述预设的非线性优化算法为LM算法。
17.根据权利要求15所述的标定装置，其特征在于，假设任一圆心共线圆弧组中任一圆弧的参数化表示为54+yi+Axd+Byd+C=0,所述畸变中心点坐标为(xd(l，yd(l)，则所述畸变参数为:
其中，A、B和C为任一圆弧的参数化表示中的参数。
18.根据权利要求17所述的标定装置，其特征在于，所述畸变标定模型为:
其中，b = (xd, yd)为畸变图像坐标点，a = (xu, yu)为经过畸变校正后的图像坐标点，rd为b与畸变中心点坐标的欧氏距离。
【文档编号】G06T7/00GK104077768SQ201410244246
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】杜歆, 方奎, 朱云芳 申请人:华为技术有限公司