专利名称：彩色光电系统中的图像的几何和亮度畸变校正方法
技术领域：
本发明涉及彩色图像技术，尤其涉及对彩色光电系统中的彩色图像的几何和亮度畸变进行校正的方法和装置。
背景技术：
随着计算机科学及颜色输入输出技术的发展，彩色图像作为信息载体，在印刷、影像、广告、影视、电子商务、数字娱乐等诸多领域得到了越来越广泛的应用，人们对图像再现质量的要求也越来越高。然而在通过彩色光电系统如照相机或摄像机获取彩色图像过程中有可能所摄图像与真实的被摄物出现亮度和几何偏差；或者，在通过投影仪进行图像输出时，输出的图像出现亮度和几何偏差。当彩色图像出现亮度和几何偏差时，将会严重影响图像的质量。因此，存在对能够校正彩色光电系统的彩色图像的几何和亮度畸变进行校正的技术的需要。
发明内容
本发明实施例提供了一种成像系统或投影系统中几何和亮度畸变校正方法，消除因设备本身特性而导致的彩色图像的几何和亮度偏差。根据本发明的一个方面，提供了一种成像系统的几何畸变校正方法，包括步骤所述成像系统对被拍摄物进行拍摄，获得所述拍摄物的初始几何畸变图像；根据预先存储的所述成像系统的几何畸变先验知识以及几何畸变校正算法，对所述初始几何畸变图像进行几何畸变校正，得到校畸后的图像。其中，根据预先存储的所述成像系统的几何畸变先验知识以及几何畸变校正算法，对所述初始几何畸变图像进行几何畸变校正包括对于所述成像系统中的校畸后图像的每一个像素点，根据预先存储的所述成像系统的几何畸变先验知识以及几何畸变校正算法确定出与所述成像系统中的校畸后图像的每一个像素点对应的、在所述初始畸变图像中的相应坐标点，并将该相应坐标点的像素值赋值给所述成像系统中校畸后的图像中的每一个像素点。所述几何畸变先验知识为RGB三通道的几何畸变曲线KPr=f ( 9 pr)=f (rpr),Kpg=f(θ pg) =f (rpg),Kpb=f ( 0 pb) =f (rpb);其中0pr, 0 pg, 0 pb是从所述成像系统的镜头出射的RGB三通道主光线分别与所述镜头光轴的夹角，
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权利要求
1.一种成像系统的几何畸变校正方法，包括步骤 所述成像系统对被拍摄物进行拍摄，获得所述拍摄物的初始几何畸变图像； 根据预先存储的所述成像系统的几何畸变先验知识以及几何畸变校正算法，对所述初始几何畸变图像进行几何畸变校正，得到校畸后的图像。
2.如权利要求I所述的方法，其中，所述几何畸变先验知识为RGB三通道的几何畸变曲线 Kpr=f ( 9 pr) =f (rpr),Kpg=f ( 0 pg) =f (rpg),Kpb=f ( 0 pb) =f (rpb);其中 0 pr，0 pg，0 pb是从所述成像系统的镜头出射的RGB三通道主光线分别与所述镜头光轴的夹角，
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述RGB三通道的几何畸变曲线K1^Kpg和Kpb是所述成像系统设计时得到的；或者， 所述RGB三通道的几何畸变曲线K1^Kpg和Kpb是根据所述成像系统设计时提供的或者通过实验测量获得的，其中，实验测量获得K1^Kpg和Kpb是通过测量并计算畸变图像各个畸变点的极径rqr> rqr分别与对应的无畸变点的极径rff、rpr> rpr的对比关系而得到的。
4.如权利要求2所述的方法，其中，根据预先存储的所述成像系统的几何畸变先验知识以及几何畸变校正算法，对所述初始几何畸变图像进行几何畸变校正包括步骤 对于所述成像系统的校畸后的图像中的每一个像素点P，获取其RGB三个通道的极坐标(rpr, a )、(rpg, a )和(rpb, a ),其中 rpr=rpg=;rpb,并根据(rpr, a )、(rpg, a )和(rpb, a )和公式
5.一种成像系统的亮度畸变校正方法，包括步骤 所述成像系统对被拍摄物进行拍摄，获得所述拍摄物的初始亮度畸变图像； 根据预先存储的所述成像系统的亮度畸变先验知识以及亮度畸变校正算法，对所述初始亮度畸变图像进行亮度畸变校正，得到亮度校畸后的图像。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述成像系统的亮度畸变先验知识包括所述成像系统的RGB三通道的亮度畸变曲线L (x，y)、Lg (x，y)和Lb (x，y)，所述亮度畸变曲线L(X, y)、Lg (x, y)和Lb (x, y)是所述成像系统设计时得到的； 根据预先存储的所述成像系统的亮度畸变先验知识以及亮度畸变校正算法，对所述初始亮度畸变图像进行亮度畸变校正包括 对于所述初始亮度畸变图像中的每一个像素点M,提取RGB三个通道的畸变亮度值(x, y)> Lag (x,y)和 Lab (x, y)； 根据如下公式确定所述每一个像素点M的RGB三个通道的校畸后的亮度值LL (x，y)，
7.如权利要求6述的方法，其中，所述成像系统的亮度畸变先验知识如下获得 在均匀纯白光E50照明下对均匀灰度板进行拍照成像，其中，拍照时成像系统主光轴垂直于均匀灰度板，并使均匀灰度板完全充满成像系统视场； 从所述成像系统输出的图像中，获取所述图像中的每一个像素点的实测的RGB三通道的亮度值 R (x,y)、G (x, y)、B (x, y)； 计算出所述成像系统输出的图像中的所有像素点的RGB三个通道的平均亮度值! …，r R .Uavg，^avg， 根据下述公式确定的RGB三通道的亮度畸变曲线L (x，y)、Lg (x，y)和Lb (x，y)作为所述成像系统的亮度畸变先验知识
8.如权利要求7所述的方法，其中，根据预先存储的所述成像系统的亮度畸变先验知识以及亮度畸变校正算法，对所述初始亮度畸变图像进行亮度畸变校正包括 对于所述初始亮度畸变图像中的每一个像素点，提取该每一个像素点的RGB三个通道的畸变亮度值 Lar (x,y)、Lag (x, y)和 Lab (x, y)； 根据如下公式确定所述每一个像素点的RGB三个通道的校畸后的亮度值LL (x, y)，Lig (x, y), Lib (x, y)
9.一种投影系统中的亮度畸变校正方法，包括步骤 所述投影系统接收待投影的图像的图像数据； 根据预先存储的所述投影系统的亮度畸变先验知识，对接收到的图像数据进行亮度畸变校正，得到校畸后的图像数据并从所述投影系统输出。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述投影系统的亮度畸变先验知识为所述投影系统的各个坐标点的图像数据亮度畸变系数； 通过如下步骤获得所述投影系统的亮度畸变先验知识 设置所述投影系统在幕布上投射均匀灰度板图像，其各个坐标的RGB三通道的无畸变亮度值为 Rtb (x,y),Gtb (x,y),Btb (x,y)或者 Rtb (r),Gtb (r),Btb (r),其中,Rtb (r),Gtb(r), Btb (r)分别为圆对称的与极角a无关的数据,其中
全文摘要
本发明公开了一种成像系统或投影系统的几何和亮度畸变校正方法。所述方法预先获取成像系统或投影系统的几何和亮度畸变先验知识，利用几何和亮度畸变先验知识，对成像系统或投影系统待处理的图像分别进行几何和亮度畸变校正。本发明中，由于预先了解到成像系统或投影系统的几何和亮度畸变特性，从而可以根据系统的几何和亮度畸变先验知识对待处理的图像的图像数据进行几何和亮度畸变校正，以消除因系统设备本身特性而引入的彩色图像的几何和亮度偏差，实现“所见即所得”的目标。
文档编号H04N9/64GK102722870SQ201210166718
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月25日 优先权日2011年5月26日
发明者贾伟 申请人:北京泰邦天地科技有限公司