一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法及標定裝置制造方法
【專利摘要】本發明實施例公開一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法及標定裝置，其中方法包括如下步驟：獲取包含至少兩組空間平行直線的標定圖像；對所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組進行擬合處理；根據擬合處理結果生成畸變標定模型，可以提高畸變標定模型的標定結果的準確率。
【專利說明】一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法及標定裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電子【技術領域】，尤其涉及一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法及標定裝置。

【背景技術】
[0002]隨著電子科技的不斷開發和完善，相機、手機等具備照相、攝像功能的終端設備已經被廣泛的運用到人們的日常生活中，為了增加拍攝圖像的表現方式，用戶通常會使用一些特殊效果的鏡頭，例如:魚眼鏡頭、移軸鏡頭、微距鏡頭等，增加了圖像拍攝的效果及種類。
[0003]魚眼鏡頭是一種極端的廣角鏡頭，為使鏡頭達到最大的攝影視角，其前鏡片的直徑呈拋物狀向鏡頭前部凸出，魚眼鏡頭的視角力求達到或超出人眼所能看到的范圍。因此，魚眼鏡頭與人們眼中的真實世界的景象存在很大的差別。然而，魚眼鏡頭所拍攝的圖像存在多種類型的失真，其中徑向失真被認為是影響圖像質量的主要因素，由于傳統的徑向畸變的標定過程僅限于擬合單直線對應的圓弧來得到畸變參數，以生成畸變標定模型，導致該畸變標定模型的標定結果準確率低，無法很好的解決魚眼鏡頭徑向失真的問題。


【發明內容】

[0004]本發明實施例提供一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法及標定裝置，可以提高畸變標定模型的標定結果的準確率。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明實施例第一方面提供了一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法，可包括:
[0006]獲取包含至少兩組空間平行直線的標定圖像；
[0007]對所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組進行擬合處理；
[0008]根據擬合處理結果生成畸變標定模型。
[0009]基于第一方面，在第一方面的第一種可行的實施方式中，所述至少兩組空間平行直線中任一組空間平行直線在畸變圖像上均映射為一個圓心共線圓弧組，所述任一組空間平行直線中任一直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組中均存在對應的一條圓弧。
[0010]基于第一方面或第一方面的第一種可行的實施方式，在第一方面的第二種可行的實施方式中，所述對所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組進行擬合處理，包括:
[0011]采用預設的非線性優化算法，計算所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數；
[0012]采用所述公共系數和所述比例系數計算獲取擬合處理結果，所述擬合處理結果包括各個所述圓心共線圓弧組中每條圓弧的參數化表示以及各個所述圓心共線圓弧組對應的兩個公共交點；
[0013]其中，所述公共參數包括所述兩個公共交點間連線的中點坐標以及所述中點到所述兩個公共交點中任一交點的向量，所述比例系數包括各個所述圓心共線圓弧組中每條圓弧對應的預設系數。
[0014]基于第一方面的第二種可行的實施方式,在第一方面的第三種可行的實施方式中，所述采用預設的非線性優化算法，計算所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數，包括:
[0015]獲取所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組對應的平方距離最小化方程；
[0016]采用預設的非線性優化算法對所述平方距離最小化方程進行計算，獲取各個所述圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數。
[0017]基于第一方面的第二種可行的實施方式，在第一方面的第四種可行的實施方式中，所述根據擬合處理結果生成畸變標定模型，包括:
[0018]根據擬合處理結果獲取畸變中心點坐標和畸變參數；
[0019]采用所述畸變中心點坐標和所述畸變參數生成畸變標定模型。
[0020]基于第一方面的第四種可行的實施方式，在第一方面的第五種可行的實施方式中，所述根據擬合處理結果獲取畸變中心點坐標和畸變參數，包括:
[0021]獲取各個圓心共線圓弧組對應的兩個公共交點的直線方程，并將所有直線方程的交點坐標確定為畸變中心點坐標；
[0022] 根據所述畸變中心點坐標和任一圓心共線圓弧組中任一圓弧的參數化表示，獲取畸變參數。
[0023]基于第一方面的第三種可行的實施方式，在第一方面的第六種可行的實施方式中，所述平方距離最小化方程為:

【權利要求】
1.一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定方法，其特征在于，包括: 獲取包含至少兩組空間平行直線的標定圖像； 對所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組進行擬合處理； 根據擬合處理結果生成畸變標定模型。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少兩組空間平行直線中任一組空間平行直線在畸變圖像上均映射為一個圓心共線圓弧組，所述任一組空間平行直線中任一直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組中均存在對應的一條圓弧。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述對所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組進行擬合處理，包括: 采用預設的非線性優化算法，計算所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數； 采用所述公共系數和所述比例系數計算獲取擬合處理結果，所述擬合處理結果包括各個所述圓心共線圓弧組中每條圓弧的參數化表示以及各個所述圓心共線圓弧組對應的兩個公共交點； 其中，所述公共參數包 括所述兩個公共交點間連線的中點坐標以及所述中點到所述兩個公共交點中任一交點的向量，所述比例系數包括各個所述圓心共線圓弧組中每條圓弧對應的預設系數。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述采用預設的非線性優化算法，計算所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數，包括: 獲取所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組對應的平方距離最小化方程； 采用預設的非線性優化算法對所述平方距離最小化方程進行計算，獲取各個所述圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據擬合處理結果生成畸變標定模型，包括: 根據擬合處理結果獲取畸變中心點坐標和畸變參數； 采用所述畸變中心點坐標和所述畸變參數生成畸變標定模型。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據擬合處理結果獲取畸變中心點坐標和畸變參數,包括: 獲取各個圓心共線圓弧組對應的兩個公共交點的直線方程，并將所有直線方程的交點坐標確定為畸變中心點坐標； 根據所述畸變中心點坐標和任一圓心共線圓弧組中任一圓弧的參數化表不，獲取畸變參數。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述平方距離最小化方程為:
其中，m表示擬合第i條圓弧的點的個數，IQuOiI表示第i條圓弧上的點Qu與圓心Oi之間的距離，^表示第i條圓弧的半徑，η表示一個圓心共線圓弧組中圓弧的條數，(ρχ，Py)表示所述兩個公共交點M點和N點間連線的中點P點的坐標，(tx, ty)表示所述P點到所述M點或N點的向量，Gvkn)表示η條圓弧中每條圓弧的比例系數； 所述預設的非線性優化算法為LM(Leven-Marquardt)算法。
8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，假設任一圓心共線圓弧組中任一圓弧的參數化表示為xj+y；j+Axd+Byd+C=O,所述畸變中心點坐標為(xd(l, yd(l)，則所述畸變參數為:
其中，A、B和C為任一圓弧的參數化表示中的參數。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述畸變標定模型為:
其中，b = (xd, yd)為畸變圖像坐標點，a = (xu, yu)為經過畸變校正后的圖像坐標點，rd為b與畸變中心點坐標的歐氏距離。
10.一種魚眼鏡頭徑向畸變的標定裝置，其特征在于，包括: 標定圖像獲取模塊，用于獲取包含至少兩組空間平行直線的標定圖像； 圓弧擬合模塊，用于對所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組進行擬合處理； 模型生成模塊，用于根據擬合處理結果生成畸變標定模型。
11.根據權利要求10所述的標定裝置，其特征在于，所述至少兩組空間平行直線中任一組空間平行直線在畸變圖像上均映射為一個圓心共線圓弧組，所述任一組空間平行直線中任一直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組中均存在對應的一條圓弧。
12.根據權利要求10或11所述的標定裝置，其特征在于，所述圓弧擬合模塊包括: 參數系數計算單元，用于采用預設的非線性優化算法，計算所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數； 結果獲取單元，用于采用所述公共系數和所述比例系數計算獲取擬合處理結果，所述擬合處理結果包括各個所述圓心共線圓弧組中每條圓弧的參數化表示以及各個所述圓心共線圓弧組對應的兩個公共交點； 其中，所述公共參數包括所述兩個公共交點間連線的中點坐標以及所述中點到所述兩個公共交點中任一交點的向量，所述比例系數包括各個所述圓心共線圓弧組中每條圓弧對應的預設系數。
13.根據權利要求12所述的標定裝置，其特征在于，所述參數系數計算單元包括:方程獲取子單元，用于獲取所述至少兩組空間平行直線中每一組空間平行直線在畸變圖像上映射的圓心共線圓弧組對應的平方距離最小化方程； 參數系數獲取子單元，用于采用預設的非線性優化算法對所述平方距離最小化方程進行計算，獲取各個所述圓心共線圓弧組的公共參數和比例系數。
14.根據權利要求12所述的標定裝置，其特征在于，所述模型生成模塊包括: 坐標參數獲取單元，用于根據擬合處理結果獲取畸變中心點坐標和畸變參數； 模型生成單元，用于采用所述畸變中心點坐標和所述畸變參數生成畸變標定模型。
15.根據權利要求14所述的標定裝置，其特征在于，所述坐標參數獲取單元包括: 坐標獲取子單元，用于獲取各個圓心共線圓弧組對應的兩個公共交點的直線方程，并將所有直線方程的交點坐標確定為畸變中心點坐標； 參數獲取子單元，用于根據所述畸變中心點坐標和任一圓心共線圓弧組中任一圓弧的參數化表示，獲取畸變參數。
16.根據權利要求13所述的標定裝置，其特征在于，所述平方距離最小化方程為:
其中，m表示擬合第i條圓弧的點的個數，IQuOiI表示第i條圓弧上的點Qu與圓心Oi之間的距離，^表示第i條圓弧的半徑，η表示一個圓心共線圓弧組中圓弧的條數，(ρχ，Py)表示所述兩個公共交點M點和N點間連線的中點P點的坐標，(tx, ty)表示所述P點到所述M點或N點的向量，Gvkn)表示η條圓弧中每條圓弧的比例系數； 所述預設的非線性優化算法為LM算法。
17.根據權利要求15所述的標定裝置，其特征在于，假設任一圓心共線圓弧組中任一圓弧的參數化表示為54+yi+Axd+Byd+C=0,所述畸變中心點坐標為(xd(l，yd(l)，則所述畸變參數為:
其中，A、B和C為任一圓弧的參數化表示中的參數。
18.根據權利要求17所述的標定裝置，其特征在于，所述畸變標定模型為:
其中，b = (xd, yd)為畸變圖像坐標點，a = (xu, yu)為經過畸變校正后的圖像坐標點，rd為b與畸變中心點坐標的歐氏距離。
【文檔編號】G06T7/00GK104077768SQ201410244246
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月4日 優先權日:2014年6月4日
【發明者】杜歆, 方奎, 朱云芳 申請人:華為技術有限公司