一种畸变图像转正方法及装置与流程

本发明实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种畸变图像转正方法及装置。

背景技术：

目前，工厂在检测印刷品等产品的质量时，通常采用工业相机对制造产品进行拍照，获取产品的图像，然后通过计算机对图像进行分析处理，通过分析结果即可确定所述产品的质量。

但是，由于机器抖动、印刷品材料拉伸变形等原因，工业相机拍摄到的产品图像往往会出现方向的偏移、倾斜以及拉伸等畸变问题，导致获取的图像为畸变图像，对后续计算机的分析处理造成很大干扰，从而影响产品质量的检测精度。为了解决这一问题，需要对畸变图像进行矫正，使图像在水平方向无角度倾斜，实现图像转正。

现有技术中，通常采用两点法、Hough变换法和最小二乘直线拟合法实现图像转正。这三种方法中，首先计算图像的倾斜角度，然后根据所述倾斜角度对图像进行转正处理。其中，在两点法中，任取图像某一边缘上的两个点，再根据这两个点形成的直线的三角函数确定图像的倾斜角度。在Hough变换法中，利用变换域提取直线，再通过提取到的直线确定图像的倾斜角度。在最小二乘直线拟合法中，根据图像上的点计算获取拟合直线，然后再根据拟合后得到的直线确定图像的倾斜角度。

但是，发明人在本申请的研究过程中发现，在通过两点法对图像进行转正处理时，选取的两个点若不恰当，会导致计算得到的倾斜角度存在较大误差。另外，Hough变换法利用变换域提取的直线时，若图像出现畸变，例如，图像受到拉伸的影响，边缘呈现曲线，会导致提取到的直线具有不确定性，从而在计算倾斜角度时存在较大误差。通过最小二乘直线拟合法获取拟合直线时，若选取的点出现偏差，也会造成较大误差。也就是说，现有对图像进行转正的技术均存在较大误差。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本发明实施例提供一种畸变图像转正方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种畸变图像转正方法，包括：

在获取待处理的图像后，将所述图像的前景的灰度值调整为第一预设值，将所述图像的背景的灰度值调整为第二预设值，并获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴；

根据所述外接对称图形中各个像素点的灰度值，计算所述图像的初始的对称参数；

若所述初始的对称参数大于预设阈值，获取目标旋转角度；

根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态。

可选的，所述获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴，包括：

扫描所述图像的边缘，并获取所述边缘中位于最左、最右、最上和最下的四个标定点；

获取分别经过所述四个标定点的水平直线和竖直直线；

获取所述水平直线和竖直直线围成的图形，确定所述水平直线和竖直直线围成的最大的图形为所述外接对称图形；

根据所述外接对称图形的中线确定所述对称轴。

可选的，所述根据所述外接对称图形中各个像素点的灰度，计算所述图像的初始的对称参数，包括：

若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，width为所述外接对称图形的宽度；

根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度；

若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，height为所述外接对称图形的高度；

根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度。

可选的，所述获取目标旋转角度，包括：

根据以下公式计算所述目标旋转角度：

其中，anglemin为所述目标旋转角度，height为所述外接对称图形的高度。

可选的，所述根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态，包括：

将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在图像旋转后，计算所述图像当前的对称参数；

对比所述当前的对称参数与所述初始的对称参数；

若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态；

若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，则将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态。

可选的，还包括：

对所述图像进行高斯金字塔处理，以便根据所述目标旋转角度对处理后的图像进行旋转。

相应的，根据本发明实施例的第二方面，提供一种畸变图像转正装置，包括：

图像调整模块，用于在获取待处理的图像后，将所述图像的前景的灰度值调整为第一预设值，将所述图像的背景的灰度值调整为第二预设值，并获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴；

对称参数计算模块，用于根据所述外接对称图形中各个像素点的灰度值，计算所述图像的初始的对称参数；

旋转角度获取模块，用于若所述初始的对称参数大于预设阈值，获取目标旋转角度；

图像旋转模块，用于根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态。

可选的，所述图像调整模块包括：

标定点获取单元，用于扫描所述图像的边缘，并获取所述边缘中位于最左、最右、最上和最下的四个标定点；

直线获取单元，用于获取分别经过所述四个标定点的水平直线和竖直直线；

外接对称图形获取单元，用于获取所述水平直线和竖直直线围成的图形，确定所述水平直线和竖直直线围成的最大的图形为所述外接对称图形；

对称轴获取单元，用于根据所述外接对称图形的中线确定所述对称轴。

可选的，若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，所述对称参数计算模块包括：

第一计算单元，用于通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，width为所述外接对称图形的宽度；

第二计算单元，用于根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度；

若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，所述对称参数计算模块包括：

第三计算单元，用于通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，height为所述外接对称图形的高度；

第四计算单元，用于根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度。

可选的，所述旋转角度获取模块根据以下公式计算所述目标旋转角度：

其中，anglemin为所述目标旋转角度，height为所述外接对称图形的高度。

可选的，所述图像旋转模块包括：

第一旋转单元，用于将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在图像旋转后，计算所述图像当前的对称参数；

对比单元，用于对比所述当前的对称参数与所述初始的对称参数；

第二旋转单元，用于若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态；

第三旋转单元，用于若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，则将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态。

可选的，还包括：

图像处理模块，用于对所述图像进行高斯金字塔处理，以便所述图像旋转模块根据所述目标旋转角度对处理后的图像进行旋转。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

现有技术提供的转正方法中，基于点和线的特征进行图像的转正，误差较大。而本发明实施例公开的畸变图像转正方法及装置，基于图像的面特征计算图像的对称参数，并通过图像的对称参数实现对图像的转正，相对于现有技术来说，减小了误差，提高了图像转正的精确度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明一示例性实施例示出的一种畸变图像转正方法的工作流程示意图；

图2是根据本发明一示例性实施例示出的一种待处理的图像的示意图；

图3是根据本发明一示例性实施例示出的又一种畸变图像转正方法的工作流程示意图；

图4是根据本发明一示例性实施例示出的一种畸变图像转正方法中，外接对称图形的示意图；

图5是根据本发明一示例性实施例示出的又一种畸变图像转正方法的工作流程示意图；

图6是根据本发明一示例性实施例示出的一种畸变图像转正装置的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明实施例提供一种畸变图像转正方法及装置，以解决现有技术对畸变图像进行转正时，存在的误差大的问题。

本发明的第一实施例公开一种畸变图像转正方法。参见图1所示的工作流程示意图，所述畸变图像转正方法包括以下步骤：

步骤S11、在获取待处理的图像后，将所述图像的前景的灰度值调整为第一预设值，将所述图像的背景的灰度值调整为第二预设值，并获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴。

参见图2所示的示意图，在对待检测的产品进行拍照后，获取到的待处理的图像由前景100和背景200共同构成。其中，前景100指的是图像中包含的待检测的产品的部分，背景200指的是图像中不包含待检测的产品的部分，如图像的边缘部分。

将所述图像的前景的灰度值调整为第一预设值，将所述图像的背景的灰度值调整为第二预设值，其中，第一预设值和第二预设值不同，能够实现对前景和背景的区分。其中，所述第一预设值可被设置为0，所述第二预设值可被设置为255。在将图像的前景和背景调整成不同的预设值，实现对前景和背景的区分后，获取的所述外接对称图形指的是所述图像的前景的外接对称图形，即图形中包含的待检测的产品部分的外接对称图形。

另外，在该步骤中，需要获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形。其中，若工业相机拍摄的待检测的产品为矩形，则所述外接对称图形通常为外接矩形，若所述待检测的产品为圆形，则所述外接对称图形可以为圆形。

步骤S12、根据所述外接对称图形中各个像素点的灰度值，计算所述图像的初始的对称参数。

其中，对称参数用于表示图像的倾斜程度。对称参数越小，表示图像的倾斜程度越小，当图像无角度偏移，而是处于转正状态时，该图像的对称参数为0。

步骤S13、若所述初始的对称参数大于预设阈值，获取目标旋转角度。

图像的对称参数越小，表示图像的倾斜程度越小。若所述初始的对称参数大于预设阈值，则说明图像处于偏移状态，需要转正。

步骤S14、根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态。

该步骤中，通过目标旋转角度对所述图像进行旋转，其中，当对称参数最小时，说明该图像的倾斜程度最小，可确定图像处于转正状态。

本发明第一实施例提供一种畸变图像转正方法，该方法中，在获取待处理的图像后，计算图像的初始的对称参数，其中，若所述初始的对称参数大于预设阈值，则说明所述图像需要转正，这种情况下，获取目标旋转角度，并根据目标旋转角度对所述图像进行旋转，并在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态，实现对所述图像的转正。

现有技术提供的转正方法中，基于点和线的特征进行图像的转正，误差较大。而本发明实施例公开的畸变图像转正方法，基于图像的面特征计算图像的对称参数，并通过图像的对称参数实现对图像的转正，相对于现有技术来说，减小了误差，提高了图像转正的精确度。

进一步的，步骤S11中，公开了获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴的操作。参见图3所示的工作流程示意图，所述获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴，包括以下步骤：

步骤S21、扫描所述图像的边缘，并获取所述边缘中位于最左、最右、最上和最下的四个标定点。

参见图4所示的示意图，其中，所述四个标定点分别为A、B、C和D点。

步骤S22、获取分别经过所述四个标定点的水平直线和竖直直线。

步骤S23、获取所述水平直线和竖直直线围成的图形，确定所述水平直线和竖直直线围成的最大的图形为所述外接对称图形。

图4中，所述水平直线和竖直直线围成两个矩形，其中，实线所围成的最大的矩形即为本次所求的外接对称图形。

步骤S24、根据所述外接对称图形的中线确定所述对称轴。

其中，所述对称轴包括两种方式，分别为水平方向的对称轴和竖直方向的对称轴。在获取所述外接对称图形后，所述外接对称图形水平方向的中线即为水平方向的对称轴，所述外接对称图形竖直方向的中线即为竖直方向的对称轴。

通过步骤S21至步骤S24的操作，即可获取图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴。

进一步的，本发明实施例的步骤S12中，公开根据所述外接对称图形中各个像素点的灰度，计算所述图像的初始的对称参数的操作。该操作中，首先需要计算外接对称图形中各个像素点的对称参数，再根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数计算图像的对称参数。

具体的，若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，width为所述外接对称图形的宽度。

上述公式表明，当两个像素点同为前景或同为背景时，表示这两个像素点关于对称轴对称，这种情况下对称参数为0，否则认为这两个像素点不对称，这种情况下，对称参数值为1。

然后，根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度。

另外，若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，height为所述外接对称图形的高度。

上述公式表明，当两个像素点同为前景或同为背景时，表示这两个像素点关于对称轴对称，这种情况下对称参数为0，否则认为这两个像素点不对称，这种情况下，对称参数值为1。

然后，根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度。

通过上述的公式(1)至(4)，即可计算得到所述图像的初始的对称参数。

另外，在Hough变换法中，在利用变换域提取直线的过程中，受到计算机数据类型的限制，需要将计算过程中使用的参数(如角度和极径等)的数据类型从浮点型转换成整型，再继续计算，才能得到倾斜角度，数据类型的转换会导致直线的提取出现误差，进一步导致图像转正出现误差。例如，角度范围[0，180]，一般精确到个位，如0，1，2，3，4...等整数，或者精确到十分位，如0.5,1,1.5,2,2.5...等小数，若进一步提高精度的话，计算量较大，且量化值难以确定，因此，会将角度的数据类型从浮点型转换成整型后继续计算。

而本发明实施例公开的方案中，涉及到对称参数的计算和比较，根据上述计算过程可知，在计算对称参数以及对称参数的比较过程中，对计算结果无需统计，不需要进行遍历、累加等操作，因此可直接采用浮点型的数据，无需进行数据类型的转换，因此，能够避免数据类型转换所造成误差。

在获取所述图像的初始的对称参数后，将所述初始的对称参数与预设阈值进行比较。若所述初始的对称参数大于预设阈值，则说明所述图像倾斜程度较大，需要进行转正处理。

本发明实施例中，通过目标旋转角度对所述图像进行转正处理。其中，所述目标旋转角度可通过多种方法获取。

在其中一种方法中，可由工作人员预先设置不同的应用需求下所需的目标旋转角度并存储。当需要通过目标旋转角度对图像进行转正处理时，根据当前所需的应用需求选取相应的目标旋转角度即可。

在另外一种方法中，所述获取目标旋转角度，包括：

根据以下公式计算所述目标旋转角度：

其中，anglemin为所述目标旋转角度，height为所述外接对称图形的高度。

进一步的，步骤S14中所述的根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态，包括：

首先，将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在图像旋转后，计算所述图像当前的对称参数，其中，可按照公式(1)至公式(4)的计算方法计算图像当前的对称参数；

然后，对比所述当前的对称参数与所述初始的对称参数；

其中，若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态；若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，则将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态。

图像的对称参数越小，则说明所述图像越正，当对称参数最小时，通常认定图像处于转正状态。

具体的，参见图5所示的工作流程示意图，根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态，包括以下步骤：

步骤S31、将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在图像旋转后，计算所述图像当前的对称参数。

其中，所述第一方向可以为左边或右边。若所述第一方向为左边，则所述第一方向的反方向为右边；若所述第一方向为右边，则所述第一方向的反方向为右边。

步骤S32、对比所述当前的对称参数与所述初始的对称参数，判断所述当前的对称参数是否小于所述初始的对称参数，若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，则执行步骤S33的操作，若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，则执行步骤S36的操作。

步骤S33、若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在旋转后，计算所述图像当前的对称参数，然后执行步骤S34的操作。

若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，则说明图像正在向转正的方向修正，这种情况下，需要继续将所述图像向第一方向旋转。

步骤S34、将所述当前的对称参数与上一次计算得到的对称参数进行对比，判断所述当前的对称参数是否小于上一次计算得到的对称参数，若是，返回执行步骤S33的操作，若否，执行步骤S35的操作。

步骤S35、若经过对比，确定所述当前的对称参数大于上一次计算得到的对称参数，则确定上一次旋转后计算得到的对称参数最小，并且，所述图像在上一次旋转后所处的状态为转正状态。

若确定当前的对称参数大于上一次计算得到的对称参数，说明在旋转过程中，图像的对称参数又变大了，也就是说，图像正在远离转正状态，则确定上一次旋转后计算得到的对称参数最小，并且，所述图像在上一次旋转后所处的状态为转正状态。

步骤S36、若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，则将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，并在旋转后，计算所述图像当前的对称参数，然后执行步骤S37的操作。

若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，说明所述图像在向第一方向旋转后，所述图像更加偏离转正状态，因此，需要将所述图像向第一方向的反方向旋转。

步骤S37、将所述当前的对称参数与上一次计算得到的对称参数进行对比，判断所述当前的对称参数是否小于上一次计算得到的对称参数，若是，返回执行步骤S36的操作，若否，执行步骤S35的操作。

该步骤中，若所述当前的对称参数小于上一次计算得到的对称参数，则说明图像在向第一方向的反方向旋转后，正在向转正的方向修正，这种情况下，需要继续将所述图像向第一方向的反方向旋转。

通过上述步骤，能够根据目标旋转角度对图像进行旋转，使所述图像旋转至转正状态。

本发明实施例公开的畸变图像转正方法中，若所述初始的对称参数大于预设阈值，则对图像进行旋转，以使图像旋转至转正状态。该方法中，可对工业相机拍摄的图像进行旋转。

另外，还可以对工业相机拍摄到的图像进行处理，并对处理后的图像进行旋转。这种情况下，本发明实施例公开的畸变图像转正方法还包括：

对所述图像进行高斯金字塔处理，以便根据所述目标旋转角度对处理后的图像进行旋转。

若所述初始的对称参数大于预设阈值，则说明需要对图像进行旋转处理，这种情况下，通过对图像进行高斯金字塔处理，能够缩小图像的尺寸。在对图像进行高斯金字塔处理后，计算图像当前的对称参数时，采用的数据量较小，从而能够减少计算的耗时，提高图像当前的对称参数的计算速度，进一步提高畸变图像转正的效率。

进一步的，本发明实施例公开的畸变图像转正方法，在所述图像处于转正状态后，还能够根据所述目标旋转角度，以及对图像的旋转次数，计算所述图像在未旋转前的倾斜角度。

例如，所述目标旋转角度为0.1度，经过向第一方向旋转五次后，图像处于转正状态，则所述图像在未旋转前的倾斜角度约为0.5度，且倾斜方向为第一方向的反方向。

本发明实施例公开的畸变图像校正方法，充分利用图像中各个像素点的对称参数，计算得到图像的对称参数，并根据图像的对称参数实现转正，与现有技术相比，误差较小，具有较高的精确性。

为了体现本发明实施例公开的畸变图像转正方法的优势，本申请中公开了如下实验，以便将现有技术的转正方法与本发明实施例公开的畸变图像转正方法进行对比。

该实验中，选取五幅不同的矩形的电池包装，工业相机采集到的电池包装的图像，作为待处理的图像。另外，该次实验在Win7、32位操作系统、VC6.0开发平台上进行，分别采用现有技术公开的两点法、Hough变换法、最小二乘直线拟合法，以及本发明实施例公开的畸变图像转正方法对图像进行转正处理，并计算图像在转正处理后的倾斜角度，得到表1所示的比较结果。

表1转正结果比较

表1显示的数据表明，在采用两点法对第一个电池包装的图像进行转正处理后，该图像的倾斜角度为0.02020；而采用Hough变换法后，该图像的倾斜角度为0.02948；采用最小二乘直线拟合法后，该图像的倾斜角度为0.02041；而采用本发明实施例公开的畸变图像转正方法对图像进行转正处理后，该图像的倾斜角度为0.01295。也就是说，与现有技术相比，采用本发明实施例公开的方案对图像进行转正处理后，图像的倾斜角度最小，误差最小。因此，本发明实施例公开的畸变图像转正方法能够减小误差，提高处理的精度。

相应的，本发明又一实施例公开一种畸变图像转正装置。参见图6所示的结构示意图，所述畸变图像转正装置包括：图像调整模块100、对称参数计算模块200、旋转角度获取模块300和图像旋转模块400。

其中，所述图像调整模块100，用于在获取待处理的图像后，将所述图像的前景的灰度值调整为第一预设值，将所述图像的背景的灰度值调整为第二预设值，并获取所述图像在水平方向上无偏转角度的外接对称图形和对称轴。

参见图2所示的示意图，在对待检测的产品进行拍照后，获取到的待处理的图像由前景100和背景200共同构成。其中，前景100指的是图像中包含的待检测的产品的部分，背景200指的是图像中不包含待检测的产品的部分，如图像的边缘部分。

将所述图像的前景的灰度值调整为第一预设值，将所述图像的背景的灰度值调整为第二预设值，能够实现对前景和背景的区分。其中，所述第一预设值可被设置为0，所述第二预设值可被设置为255。

所述对称参数计算模块200，用于根据所述外接对称图形中各个像素点的灰度值，计算所述图像的初始的对称参数。

其中，对称参数用于表示图像的倾斜程度。对称参数越小，表示图像的倾斜程度越小，当图像无角度偏移，而是处于转正状态时，该图像的对称参数为0。

所述旋转角度获取模块300，用于若所述初始的对称参数大于预设阈值，获取目标旋转角度。

图像的对称参数越小，表示图像的倾斜程度越小。若所述初始的对称参数大于预设阈值，则说明图像处于偏移状态，需要转正。

所述图像旋转模块400，用于根据所述目标旋转角度对所述图像进行旋转，在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态。

本发明实施例公开一种畸变图像校正装置，该装置在获取待处理的图像后，计算图像的初始的对称参数，其中，若所述初始的对称参数大于预设阈值，则说明所述图像需要转正，这种情况下，获取目标旋转角度，并根据目标旋转角度对所述图像进行旋转，并在每次旋转后，计算旋转后的所述图像的对称参数，并确定所述对称参数最小时，所述图像处于转正状态，实现对所述图像的转正。

现有技术提供的转正方法中，基于点和线的特征进行图像的转正，误差较大。而本发明实施例公开的畸变图像转正装置，基于图像的面特征计算图像的对称参数，并通过图像的对称参数实现对图像的转正，相对于现有技术来说，减小了误差，提高了图像转正的精确度。

进一步的，所述图像调整模块100包括：

标定点获取单元，用于扫描所述图像的边缘，并获取所述边缘中位于最左、最右、最上和最下的四个标定点；

直线获取单元，用于获取分别经过所述四个标定点的水平直线和竖直直线；

外接对称图形获取单元，用于获取所述水平直线和竖直直线围成的图形，确定所述水平直线和竖直直线围成的最大的图形为所述外接对称图形；

对称轴获取单元，用于根据所述外接对称图形的中线确定所述对称轴。

参见图4所示的示意图，其中，所述四个标定点分别为A、B、C和D点。另外，图4中的水平直线和竖直直线围成两个矩形，其中，实线所围成的最大的矩形即为本次所求的外接对称图形。

另外，所述对称轴包括两种方式，分别为水平方向的对称轴和竖直方向的对称轴。在获取所述外接对称图形后，所述外接对称图形水平方向的中线即为水平方向的对称轴，所述外接对称图形竖直方向的中线即为竖直方向的对称轴。

进一步的，在本申请公开的畸变图像转正装置中，若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，所述对称参数计算模块200包括：

第一计算单元，用于通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，width为所述外接对称图形的宽度。

上述公式表明，当两个像素点同为前景或同为背景时，表示这两个像素点关于对称轴对称，这种情况下对称参数为0，否则认为这两个像素点不对称，这种情况下，对称参数值为1。

第二计算单元，用于根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度。

若所述外接对称图形为外接矩形，且所述对称轴为水平方向，所述对称参数计算模块200包括：

第三计算单元，用于通过以下公式计算所述外接对称图形中各个像素点的对称参数：

其中，SP为像素点(i,j)的对称参数，f(i,j)为像素点(i,j)的灰度值，height为所述外接对称图形的高度。

上述公式表明，当两个像素点同为前景或同为背景时，表示这两个像素点关于对称轴对称，这种情况下对称参数为0，否则认为这两个像素点不对称，这种情况下，对称参数值为1。

第四计算单元，用于根据所述外接对称图形中各个像素点的对称参数，按照以下公式计算所述对称参数：

其中，RECTSP为所述图像的对称参数，H为所述外接对称图形的高度，W为所述外接对称图形的宽度。

进一步的，所述旋转角度获取模块根据以下公式计算所述目标旋转角度：

其中，anglemin为所述目标旋转角度，height为所述外接对称图形的高度。

进一步的，所述图像旋转模块400包括：

第一旋转单元，用于将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在图像旋转后，计算所述图像当前的对称参数，其中，可按照公式(1)至公式(4)的计算方法计算图像当前的对称参数，所述第一方向可以为左边或右边。若所述第一方向为左边，则所述第一方向的反方向为右边；若所述第一方向为右边，则所述第一方向的反方向为右边；

对比单元，用于对比所述当前的对称参数与所述初始的对称参数；

第二旋转单元，用于若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态；

第三旋转单元，用于若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，则将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，直到所述对称参数处于最小时，确定所述图像处于转正状态。

具体的，若所述当前的对称参数小于所述初始的对称参数，所述第二旋转单元继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，并在旋转后，计算所述图像当前的对称参数，将所述当前的对称参数与上一次计算得到的对称参数进行对比，判断所述当前的对称参数是否小于上一次计算得到的对称参数，若所述当前的对称参数小于上一次计算得到的对称参数，则继续将所述图像向第一方向以所述目标旋转角度旋转，若所述当前的对称参数大于上一次计算得到的对称参数，则确定上一次旋转后计算得到的对称参数最小，并且，所述图像在上一次旋转后所处的状态为转正状态。

另外，若所述当前的对称参数大于所述初始的对称参数，所述第三旋转单元将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，并在旋转后，计算所述图像当前的对称参数，然后，将所述当前的对称参数与上一次计算得到的对称参数进行对比，判断所述当前的对称参数是否小于上一次计算得到的对称参数，若所述当前的对称参数小于上一次计算得到的对称参数，则继续将所述图像向第一方向的反方向以所述目标旋转角度旋转，若所述当前的对称参数大于上一次计算得到的对称参数，则确定上一次旋转后计算得到的对称参数最小，并且，所述图像在上一次旋转后所处的状态为转正状态。

进一步的，本申请公开的畸变图像转正装置还包括：

图像处理模块，用于对所述图像进行高斯金字塔处理，以便所述图像旋转模块根据所述目标旋转角度对处理后的图像进行旋转。

通过对图像进行高斯金字塔处理，能够缩小图像的尺寸，这种情况下，计算图像当前的对称参数时，采用的数据量较小，从而能够减少计算的耗时，提高图像当前的对称参数的计算速度，进一步提高畸变图像转正的效率。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。