一种单幅图像去畸变方法与流程

本发明涉及工业机器视觉领域，更具体的，涉及一种单幅图像去畸变方法。

背景技术：

1、在工业机器视觉技术领域，因制造工艺、拍照角度等因素限制，相机成像往往包含了各种畸变，导致匹配、定位、测量或缺陷检测错误，故需要对图像去畸变并实现像素坐标与物理坐标的转换，保证匹配、定位、测量或缺陷检测的正确性。另外，因空间限制相机成像也可能存在遮挡，因此需要设计易用的标定板应对各种复杂场景，保证特征提取的正确性。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种单幅图像去畸变方法。

2、本发明第一方面提供了一种单幅图像去畸变方法，包括：

3、s1，将畸变图像经二值化、连通域提取后，计算各个实心圆的重心坐标，使实心圆的中心坐标与标定板的实心圆阵列物理坐标一一对应；

4、s2，构建畸变图片与标定板间的透视变换，生成畸变图片与标定板之间的映射关系；

5、s3，将实心圆阵列区域内的畸变像素进行透视变换，将像素坐标转换为物理坐标，从而实现对实心圆阵列内畸变图像的校正；

6、s4，遍历实心圆阵列区域外的畸变像素点，将像素坐标转换为物理坐标，从而实现对全图的畸变校正。

7、本发明一个较佳实施例中，所述实心圆包括四个大实心圆，四个大实心圆呈中心对称排列，其中2个大实心圆位于中间行，另外2个大实心圆位于中间列。

8、本发明一个较佳实施例中，设定图像坐标系的水平向右为x轴方向，竖直向下为y轴方向，原点位于图像的左上角，设定标定板坐标系的水平向右为x轴方向，竖直向上为y轴方向，原点位于标定板的中心。

9、本发明一个较佳实施例中，重心像素坐标计算公式如下：

10、

11、其中(xn，yn)为畸变图像中实心圆区域内像素坐标，n为区域内像素个数，(x0，y0)为重心像素坐标。

12、本发明一个较佳实施例中，步骤s2中还包括：

13、构建畸变模型，将一个平面投影到一个新的平面，而畸变图片与标定板的实心圆阵列一一对应进行透视变换；

14、透视变换公式如下：

15、

16、展开为：

17、

18、其中，为畸变图片的像素坐标的其次表示，为标定平面的物理坐标，为去畸变后图像坐标的齐次表示，矩阵t为：

19、

20、本发明一个较佳实施例中，畸变模型公式如下：

21、

22、其中(x，y)为畸变图像的像素坐标，(xu，yu)为去畸变后的坐标，k1、k2、k3为畸变系数，

23、r2＝x2+y2。

24、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

25、本发明通过实心圆阵列标定板，采用大实心圆和小实心圆设计，大实心圆和小实心圆共两种特征。四个大实心圆呈中心对称排列，其中2个位于中间行，另外2个位于中间列，可以快速确定标定板的中心点及中间行和中间列，从而实现快速自动排序，即使部分边缘区域的小实心圆被遮挡，完成正确的特征提取与排序。

技术特征：

1.一种单幅图像去畸变方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的单幅图像去畸变方法，其特征在于，所述实心圆包括四个大实心圆，四个大实心圆呈中心对称排列，其中2个大实心圆位于中间行，另外2个大实心圆位于中间列。

3.根据权利要求2所述的单幅图像去畸变方法，其特征在于,设定图像坐标系的水平向右为x轴方向，竖直向下为y轴方向，原点位于图像的左上角，设定标定板坐标系的水平向右为x轴方向，竖直向上为y轴方向，原点位于标定板的中心。

4.根据权利要求3所述的单幅图像去畸变方法，其特征在于，步骤s1具体为：

5.根据权利要求4所述的单幅图像去畸变方法，其特征在于，重心像素坐标计算公式如下：

6.根据权利要求5所述的单幅图像去畸变方法，其特征在于，步骤s2中还包括：

7.根据权利要求6所述的单幅图像去畸变方法，其特征在于，畸变模型公式如下：

技术总结
本发明公开的一种单幅图像去畸变方法，包括将畸变图像经二值化、连通域提取后，计算各个实心圆的重心坐标，使实心圆的中心坐标与标定板的实心圆阵列物理坐标一一对应；构建畸变图片与标定板间的透视变换，生成畸变图片与标定板之间的映射关系；将实心圆阵列区域内的畸变像素进行透视变换，将像素坐标转换为物理坐标，从而实现对实心圆阵列内畸变图像的校正；遍历实心圆阵列区域外的畸变像素点，将像素坐标转换为物理坐标，从而实现对全图的畸变校正。

技术研发人员：邓海涛,彭思龙
受保护的技术使用者：苏州中科行智智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16