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CN119399297A - 镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法 - Google Patents

镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法 Download PDF

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CN119399297A
CN119399297A CN202411980107.7A CN202411980107A CN119399297A CN 119399297 A CN119399297 A CN 119399297A CN 202411980107 A CN202411980107 A CN 202411980107A CN 119399297 A CN119399297 A CN 119399297A
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CN
China
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camera
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image
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correction coefficient
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CN202411980107.7A
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潘锋
周劲蕾
吴冬芹
奕科杰
李楠
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Zhejiang Sunny Optical Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Sunny Optical Intelligent Technology Co Ltd
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Abstract

本申请涉及一种镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法。所述方法包括:获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。采用本方法能够在低分辨率情况下提高畸变标定准确率。

Description

镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法
技术领域
本申请涉及测量技术领域,特别是涉及一种镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法。
背景技术
随着智能化的发展,智能视觉的应用场景愈发广泛。在一些场景下,会使用低分辨率相机进行智能视觉的应用,例如广角相机等,然而,在低分辨率情况下,传统技术中的标定方案例如棋盘格角点计算的畸变标定准确率较低,会影响后续实际测量的精度。
可见,现有技术中仍然存在低分辨率下畸变标定准确率较低的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高低分辨率下畸变标定准确率的镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法。
第一个方面,本申请提供了一种镜头畸变校正系数标定方法,所述镜头畸变校正系数标定方法包括:
获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;
控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;
根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
在其中一个实施例中,所述获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
光源装置在所述标板上投射竖直光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第一子图像;
光源装置在所述标板上投射水平光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第二子图像;
根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
确定多张所述第一子图像中的第一无畸变图像以及多张所述第二子图像中的第二无畸变图像;
根据所述第一无畸变图像,确定主点坐标对应的横坐标;
根据所述第二无畸变图像,确定主点坐标对应的纵坐标。
在其中一个实施例中,所述控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度包括:所述预设旋转规则包括:预设初始位置、预设旋转方向以及预设旋转角度;
所述待测相机在第一状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第三子图像并记录每张所述第三子图像的第一旋转角度;
所述待测相机在第二状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第四子图像并记录每张所述第四子图像的第二旋转角度。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置;
根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置包括:
基于所述主点坐标的纵坐标,在所述第三子图像中查找纵坐标相同,且像素值最大的像素点作为第一目标位置;
基于所述主点坐标的横坐标,在所述第四子图像中查找横坐标相同,且像素值最大的像素点作为第二目标位置。
在其中一个实施例中,所述根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据每张所述第三子图像的所述第一目标位置以及每张所述第三子图像的所述第一旋转角度进行曲线拟合,得到第一映射关系;
根据每张所述第四子图像的所述第二目标位置以及每张所述第四子图像的所述第二旋转角度进行曲线拟合,得到第二映射关系;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数。
在其中一个实施例中,根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据所述第一映射关系,确定所述待测相机在第一方向的畸变校正系数;
根据所述第二映射关系,确定所述待测相机在第二方向的畸变校正系数;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数。
第二个方面,本申请提供了一种镜头畸变校正系数标定系统,所述系统包括:光源装置、标板、旋转装置以及处理器;
待测相机设置于所述旋转装置;
所述标板设置于所述待测相机的视野范围内,且所述标板包括纯色标板;
所述光源装置用于向所述标板投射光线;
所述旋转装置用于带动所述待测相机旋转;
所述处理器分别与所述光源装置、旋转装置以及待测相机连接,用于实现如上所述的镜头畸变校正系数标定方法。
第三个方面,本申请提供了一种镜头畸变校正系数标定装置,所述镜头畸变校正系数标定装置包括:
获取模块,用于获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;
控制模块,用于控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;
标定模块,用于根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
第三个方面,本申请提供了一种畸变校正方法,应用于相机,所述畸变校正方法包括:
获取待校正图像和如上所述的畸变校正系数;
基于所述畸变校正系数,对所述待校正图像进行畸变校正,得到畸变校正图像。
第四个方面,本申请提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的畸变校正方法。
第五个方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的畸变校正方法。
上述镜头畸变校正系数标定方法、系统、装置和畸变校正方法,通过获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数,是先通过竖直光线和水平光线完成主点坐标的寻找,而后根据第二图像确定待测相机的畸变校正系数,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果。
附图说明
图1为一个实施例中镜头畸变校正系数标定方法的流程示意图;
图2为一个实施例中镜头畸变校正系数标定方法的应用装置图;
图3为一个实施例中确定主点坐标的横坐标的示意图;
图4为一个实施例中确定主点坐标的纵坐标的示意图;
图5为一个实施例中确定主点坐标的示意图;
图6为一个实施例中待测相机第一状态下全角度扫描的主点足迹示意图;
图7为另一个实施例中待测相机第一状态下全角度扫描的主点足迹示意图;
图8为一个实施例中待测相机第二状态下全角度扫描的主点足迹示意图;
图9为一个实施例中镜头畸变校正系数标定系统的结构示意图;
图10为一个实施例中镜头畸变校正系数标定装置的结构框图;
图11为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的镜头畸变校正系数标定方法,可以应用于处理器中,该处理器与待测相机连接,以获取待测相机采集的图像,待测相机设置有内置或外置的旋转装置,该处理器还可以与旋转装置连接,并通过控制旋转装置以对相机进行旋转。进一步的,待测相机在实际使用中,可以采用本申请实施例提供的镜头畸变校正系数标定方法得到畸变校正系数,对采集的图像进行畸变校正。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种镜头畸变校正系数标定方法,以该方法应用于上述应用环境中的处理器为例,镜头畸变校正系数标定方法包括以下步骤:
步骤S100,获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标。
其中,主点可以是在理想情况下,光轴与图像平面相交的一点。示例性的,可以是图像中心点,用于对畸变校正系数的标定。
多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像。其中,标板设置于相机的视野范围内,用于反射竖直光线与水平光线的光,使得反射后的光进入相机。进一步的,可以根据待测相机外形确定其光轴,并在与该光轴垂直的平面设置标板。竖直光线的第一图像,可以是在标板上投射线性光,且在待测相机画面中呈现为竖直光线的第一图像,相应的,水平光线的第一图像,可以是在标板上投射线性光,且在待测相机画面中呈现为水平光线的第一图像。
获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标,即根据多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像,来确定待测相机的主点坐标。示例性的,可以是根据多张第一图像中光线的畸变情况,来确定待测相机的主点坐标。
可以理解的是,相机的画面畸变情况通常是因为光学透镜的固有特性,例如凸透镜汇聚光线,凹透镜发散光线等,导致了画面畸变。图像平面中与光轴相交的点,即主点,由于垂直于凸透镜和凹透镜的分界面,折射角为0°,因此主点的画面畸变程度最小,可以被认为是不存在畸变的点。
通过主点坐标的确定,可以确定画面平面的中心,进而有利于后续畸变系数的确定。
步骤S200,控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度。
其中,多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像和多张水平光线的第二图像。竖直光线的第二图像,可以是在标板上投射线性光,且在待测相机画面中呈现为竖直光线的第二图像,相应的,水平光线的第二图像,可以是在标板上投射线性光,且在待测相机画面中呈现为水平光线的第二图像。
控制待测相机以预设旋转规则进行旋转,预设旋转规则可以是按照预定的角度序列或模式,让相机围绕一个轴或多个轴转动,从而覆盖尽可能多的空间方位,获得更为全面的数据集。
通过控制相机按一定规则旋转拍摄,可以获得不同视角下的图像数据,从而得到相机画面在不同角度下的失真情况。
记录每张第二图像的旋转角度,使得每一张第二图像分别对应于一种旋转角度,从而有利于后续的畸变校正系数的确定。
步骤S300,根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
其中,畸变校正系数可以是一组代表相机镜头引起的非线性失真程度的数值,示例性的,可以包括应对镜头弯曲的径向畸变校正系数,应对镜头安装误差导致的切向畸变校正系数等。
利用上述收集的数据,包括不同角度下的第二图像及其对应的角度值,对畸变曲线进行拟合和/或插值后拟合,并通过最小化预测值与实际观测值之间的误差来进行优化求解,最终得到最佳的畸变校正系数。进一步的,畸变曲线的拟合可以采用例如Brown-Conrady模型或其他现有模型,本实施例在此不作限定。
将获得的畸变校正系数应用于图像处理软件中,可以纠正因镜头畸变造成的图像变形问题,提高视觉系统的整体性能。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数,是先通过竖直光线和水平光线完成主点坐标的寻找,而后根据第二图像确定待测相机的畸变校正系数,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果。
在其中一个实施例中,所述获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
光源装置在所述标板上投射竖直光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第一子图像;
光源装置在所述标板上投射水平光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第二子图像;
根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标。
其中,光源装置可以是产生特定模式光线的设备,在本实施例中,光源装置可以是用于分别生成竖直光线或水平光线,并投射至标板上。在一个具体实施例中,光源装置可以为线光源。
在本实施例中,竖直光线的第一图像可以为第一子图像,水平光线的第一图像可以为第二子图像。
可以理解的是,第一子图像和第二子图像可以是多角度采集的,示例性的,可以是对竖直光线和水平光线进行平移投射,从而在标板上依次投射不同位置的竖直光线和水平光线,进而得到多角度采集的第一子图像和第二子图像;在另一个示例中,还可以是通过对相机按照预设旋转规则进行旋转,使得竖直光线和水平光线在画面中的位置发生移动,从而得到多个角度下采集的第一子图像和第二子图像。
根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标,可以是根据第一子图像和第二子图像中的光线畸变情况,确定受镜头畸变影响最小的点作为主点,并确定主点坐标在画面中的坐标位置。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过结合了垂直和平行两个方向的图像数据,进行主点坐标的确定,可以使得主点坐标的估计更为准确,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果。
在其中一个实施例中,所述获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
所述待测相机在第一状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第一子图像并记录每张所述第一子图像的旋转角度;
所述待测相机在第二状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第二子图像并记录每张所述第二子图像的旋转角度。
其中,第一状态可以是第一放置状态,第二状态可以是第二放置状态。
在本实施例中,第一状态和第二状态在预设初始位置下的光轴可以是相同的。
沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,可以是以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,并在每一次步进的旋转角度下进行图像采集,并记录图像对应的旋转角度。
在一个具体实施例中,在光轴位置不变的情况下,可以是通过对第一状态下的待测相机进行90°旋转,进入第二状态,也可以是通过对第二状态下的待测相机进行90°旋转,进入第一状态,使得标板上的竖直光线在待测相机的坐标系下转变为水平光线,从而采集到多张竖直光线的第二图像和多张水平光线的第二图像。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
确定多张所述第一子图像中的第一无畸变图像以及多张所述第二子图像中的第二无畸变图像;
根据所述第一无畸变图像,确定主点坐标对应的横坐标;
根据所述第二无畸变图像,确定主点坐标对应的纵坐标。
其中,无畸变图像可以是在拍摄过程中没有受到明显镜头畸变影响的图像。
确定多张所述第一子图像中的第一无畸变图像,可以是从多张第一子图像中,通过对竖直光线进行拟合,或是对竖直光线占用图像中的像素列数等方法,来判断多张第一子图像中受镜头畸变影响最小的图像,作为第一无畸变图像。
相应的,确定多张所述第二子图像中的第二无畸变图像,可以是从多张第二子图像中,通过对水平光线进行拟合,或是对水平光线占用图像中的像素行数等方法,来判断多张第二子图像中受镜头畸变影响最小的图像,作为第二无畸变图像。
可以理解的是,由于投射的是竖直线条和水平线条,因此当不存在镜头畸变时,第一无畸变图像和第二无畸变图像在画面中理论上是完全垂直于图像边缘。
因此,根据所述第一无畸变图像,确定主点坐标对应的横坐标,可以是对第一无畸变图像中的竖直光线上一个或多个点的像素点横坐标位置,确定主点坐标的横坐标值。
相应的,根据所述第二无畸变图像,确定主点坐标对应的纵坐标,可以是对第二无畸变图像中的水平光线上一个或多个点的像素点纵坐标位置,确定主点坐标的纵坐标值。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过利用无畸变图像来分别确定主点坐标的横坐标和纵坐标,可以更加准确地定位相机的主点,通过对图像中线条特性的精确测量和分析,能够有效减少因镜头畸变带来的误差,尤其是在低分辨率条件下提高标定精度,同时,仅通过第一无畸变图像和第二无畸变图像确定主点坐标,还可以简化计算过程,只需处理少量的关键图像即可得到主点坐标,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果。
在其中一个实施例中,所述控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度包括:所述预设旋转规则包括:预设初始位置、预设旋转方向以及预设旋转角度;
所述待测相机在第一状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第三子图像并记录每张所述第三子图像的第一旋转角度;
所述待测相机在第二状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第四子图像并记录每张所述第四子图像的第二旋转角度。
其中,第一状态可以是第一放置状态,第二状态可以是第二放置状态。
在本实施例中,第一状态和第二状态在预设初始位置下的光轴可以是相同的。
沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,可以是以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,并在每一次步进的旋转角度下进行图像采集,并记录图像对应的旋转角度。在第一状态下,则是记录图像对应的第一旋转角度,在第二状态下,则是记录图像对应的第二旋转角度。
在一个具体实施例中,可以是在相机的光轴不变的情况下,对相机进行顺时针或逆时针旋转90°,使得竖直光线在待测相机的画面中旋转90°,从而可以在竖直光线在标板上的位置不变的情况下,通过将第一状态和第二状态下的相机按照预设旋转方向进行旋转,即可得到多个角度下采集的第三子图像和第四子图像。
可以理解的是,竖直光线在相机画面中的形态可以是竖线、横线,还可以是斜线,通过对待测相机进行旋转,还可以得到画面中的另一斜线光线,通过对相机按照预设旋转规则进行移动,还可以得到同一斜线在不同角度下的畸变规律。
可以理解的是,利用已知的旋转角度以及图像中的特征变化,可以推算出相机内部参数。例如,在竖直光线的情况下,随着相机旋转,这些直线在图像中的表现会有所不同,根据这些差异可以反推出相机的内在属性。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过待测相机在第一状态和第二状态下分别进行旋转、图像采集和旋转角度的记录,可以帮助确定相机的光学特性,进而可以得到更为精确的畸变校正系数,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置;
根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数。
可以理解的是,主点坐标的确定,相当于同时实现待测相机画面中光轴位置的确定,以及将待测相机的光轴与标板上的竖直光线对齐,因此,在主点坐标确定的情况下,主点在实际场景中可以确定为竖直光线上的一点。
在主点坐标确定之后,可以以标板上竖直光线上的主点作为参照点,通过对相机进行旋转,由于待测相机画面中的光轴位置不受镜头畸变的影响,因此,示例性的,当相机由0°旋转至30°时,光轴也同时旋转了30°,根据画面中主点在0°和30°下分别采集的图像上的移动距离,可以确定画面在30°处的畸变情况,以确定畸变校正系数。
其中,根据多张第二图像以及主点坐标,确定每张第二图像中主点坐标对应的目标位置,可以是已知主点在光线上的位置,在旋转之后,根据第二图像中的光线定位主点在第二图像中的坐标,并将该光线上的主点在第二图像中的坐标作为目标位置。
可以理解的是,随着相机角度的旋转,主点在图像中的位置未必与实际旋转角度下对应的理论位置相对应,示例性的,在鱼眼畸变的情况下,在与主点的一定距离内,第二图像中的主点与第二图像中心点的图像距离可能大于实际距离,在与主点的一定距离外,第二图像中的主点与第二图像中心点的距离可能小于实际距离,呈现出近处放大、远处缩小的畸变效果。通过根据第二图像中的竖直光线的位置以及此前确定的主点坐标,可以确定在当前第二图像中的主点位置。
根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数,可以是根据第二图像对应的旋转角度,确定实际场景下图像中心点与主点的实际距离,从而可以根据图像距离与实际距离,对应生成该位置的待测相机的畸变校正系数。
进一步的,可以采用多项式形式表示畸变,对于常规的低像素镜头,可以采用如Brown-Conrady模型进行畸变校正系数的确定,对于低像素广角镜头,可以采用例如Kanala-Brandt模型进行畸变校正系数的确定。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过从多个角度下收集的数据中提取出畸变特性,并据此计算出精确的畸变校正系数,可以达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数还可以包括:
基于预设分辨率,确定至少一个待插值旋转角度;
基于所述待插值旋转角度,确定旋转角度与单个所述待插值旋转角度相邻的两张第二图像;
基于所述待插值旋转角度与两张第二图像的旋转角度的相对位置,以及两张第二图像的主点坐标,确定所述待插值旋转角度下的主点坐标;
根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,以及待插值旋转角度及其主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
可以理解的是,在标定条件有限的情况下,例如标定时间有限、旋转精度有限等情况,本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过插值再拟合的方式,可以适当放宽对标定条件的需求,从而在标定时间有限,导致畸变校正系数拟合所需的数据量较少的情况下,仍然可以得到较为准确的畸变校正系数,而在标定条件充裕的情况下,通过插值的方式,还可以进一步提高畸变校正系数的准确率,达到提高畸变标定准确率的效果。
在其中一个实施例中,所述根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置包括:
基于所述主点坐标的纵坐标,在所述第三子图像中查找纵坐标相同,且像素值最大的像素点作为第一目标位置;
基于所述主点坐标的横坐标,在所述第四子图像中查找横坐标相同,且像素值最大的像素点作为第二目标位置。
在本实施例中,相机在第一状态下的预设初始位置,可以是竖直光线在图像中呈现竖线形态,并且可以位于画面中的左边缘处、中心、右边缘处或其他基于实际需求设置的位置。相机在第二状态下的预设初始位置,可以是竖直光线在图像中呈现横线形态,并且可以位于画面中的上边缘处、中心、上边缘处或其他基于实际需求设置的位置。可以理解的是,相机可以是在光轴不变的情况下,对相机自身进行顺时针或逆时针旋转90°,由第一状态变换为第二状态,或由第二状态变换为第一状态。
竖直光线在图像中表现为一条亮线,因此在第一状态的同一纵坐标下,图像中有且仅有竖直光线所在的图像区域的像素点亮度值最高,因此可以根据像素值最大的像素点确定横坐标位置和纵坐标位置,得到第一目标位置。
在第二状态的同一横坐标下,图像中有且仅有竖直光线所在的图像区域的像素点亮度值最高,因此可以根据像素值最大的像素点确定横坐标位置和纵坐标位置,得到第二目标位置。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过根据主点坐标的横坐标和纵坐标位置,将像素值最大的像素点作为目标位置,不仅可以准确地确定主点的实际点在图像中的位置,并且无需对每张第二图像中的曲线进行拟合即可快速确定对应的目标位置,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果。
在其中一个实施例中,所述根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据每张所述第三子图像的所述第一目标位置以及每张所述第三子图像的所述第一旋转角度进行曲线拟合,得到第一映射关系;
根据每张所述第四子图像的所述第二目标位置以及每张所述第四子图像的所述第二旋转角度进行曲线拟合,得到第二映射关系;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数。
其中,根据每张所述第三子图像的所述第一目标位置以及每张所述第三子图像的所述第一旋转角度进行曲线拟合,可以是通过曲线拟合的方式,确定第一状态下目标位置与第一旋转角度之间的映射关系。当第一状态下的竖直光线在图像中呈现竖线时,则可以是通过拟合确定目标位置的横坐标随着角度的变化关系。
根据每张所述第四子图像的所述第二目标位置以及每张所述第四子图像的所述第二旋转角度进行曲线拟合,可以是通过曲线拟合的方式,确定第二状态下目标位置与第二旋转角度之间的映射关系。当第二状态下的竖直光线在图像中呈现横线时,则可以是通过拟合确定目标位置的纵坐标随着角度的变化关系。
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数,可以是根据两种状态下的映射关系,确定待测相机的画面对多个像素点采用的调整参数。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过将目标位置与旋转角度之间进行拟合的方式,可以确定不同旋转角度下的目标位置变化逻辑,从而可以进一步确定对应的畸变校正系数,实现准确的畸变校正策略,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果。
在其中一个实施例中,根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据所述第一映射关系,确定所述待测相机在第一方向的畸变校正系数;
根据所述第二映射关系,确定所述待测相机在第二方向的畸变校正系数;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数。
其中,第一映射关系描述了第三子图像中主点坐标对应的目标位置随旋转角度的变化情况,通过分析第一映射关系,可以确定在特定旋转角度下目标位置与理想位置之间的偏差,从而根据这些偏差数据,可以采用适当的数学模型描述镜头畸变的影响。
第二映射关系描述了第四子图像中主点坐标对应的目标位置随旋转角度的变化情况,通过分析第二映射关系,可以确定在特定旋转角度下目标位置与理想位置之间的偏差,从而根据这些偏差数据,可以采用适当的数学模型描述镜头畸变的影响。
第三方向可以包括多个,可以是第一状态和第二状态下竖直光线在图像中的方向外的其他方向。以第一状态和第二状态中竖直光线在图像中的方向分别是竖向和横向为例,第三方向可以是任意一个或多个斜向。根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数,可以是根据第一映射关系和第二映射关系推算分析第三方向上的位置与预设旋转角度之间的变化关系,从而确定第三方向上的第三映射关系,进而确定第三方向上的畸变校正系数。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过根据所述第一映射关系和第二映射关系,分别确定所述待测相机在第一方向和第二方向上的畸变校正系数,并根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数,可以更全面地描述待测相机的图像中不同位置的镜头畸变情况,从而提供更为精确地校正系数,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果。
为了更清楚地阐述本申请的技术方案,本申请还提供了一个详细实施例。
在一个实施例中,提供了一种镜头畸变校正系数标定方法,可以应用于低分辨率广角相机的畸变标定,该方法应用于如图2所示的畸变校正装置中,其中,该装置包括光源、标板、相机和转台,光源用于投射水平或垂直线光斑至标板;标板为纯色标板;相机设置于转台,进一步的,相机的中心或相机光轴的中心与转台中心保持一致,使得转台绕中心旋转时,转台旋转的角度等于相机的旋转角度。镜头畸变校正系数标定方法包括:
步骤S1,确定主点坐标(CX,CY):采用外部激光,在图像垂直方向和水平方向确定无畸变状态(在相机图像上无畸变-图像检测不跨行/跨列);相机采集图像,并针对采集图像进行质心检测确定主点坐标。
在一个具体实施例中,外部激光可以采用高斯线光源,以方便找到最亮亚像素点。
步骤S11,确定主点坐标CX:拍摄外部线激光,并调整相机位置以及角度进行多次拍摄,得到多个第一子图像,使外部线光源在相机中的成像为竖直直线,将无畸变和跨行的线激光所在图像的X坐标,记为CX。如图3所示,第一张图和第二张图的竖直光线存在畸变,而第二张图的竖直光线为直线并未畸变和跨行,因此可以将竖直光线所在的横坐标作为主点坐标CX。
步骤S12,确定主点坐标CY:拍摄外部线激光,并调整相机位置以及角度进行多次拍摄,得到多个第二子图像,使外部线光源在相机中的成像为水平直线,将无畸变和跨行的线激光所在图像的Y坐标,记为CY。如图4所示,第一张图和第二张图的水平光线存在畸变,而第二张图的水平光线为直线并未畸变和跨行,因此可以将水平光线所在的纵坐标作为主点坐标CY。
如图5所示,确定主点坐标时,选定垂直方向无畸变状态采集的图像,确定主点坐标的横坐标,选定水平方向无畸变状态采集的图像,确定主点坐标的纵坐标,从而确定主点坐标。
步骤S2,旋转采集图像:通过自动转台左右旋转角度,进行全角度图像光源扫描及其数据采集。
步骤S21,投射外部激光,利用自动转台左右旋转一定角度(如间隔0.1°)采集图像。
其中,放置相机为第一状态,投射外部线激光,利用自动转台左右旋转一定角度采集图像,得到多个第三子图像。旋转一定角度可以是如图6所示均匀的均采用某一预定角度进行旋转采集,例如0.1°、0.2°等角度,也可以是如图7所示的中间以预定较大角度,例如1°、2°等进行旋转采集,边缘以预定小角度,例如0.1°、0.2°等角度进行旋转采集。旋转角度的预设值可根据实际需求进行调整。
步骤S22,投射外部激光,相机位置90度旋转,利用转台进行左右旋转一定角度采集图像。
其中,可以在预设初始位置且光轴固定的情况下,将相机进行顺时针或逆时针90°旋转,使得相对于步骤S21进行垂直放置相机,作为第二状态,投射外部线激光,使得画面中的线激光为水平光线,利用转台进行左右旋转一定角度采集图像,得到多个第四子图像。如图8所示,旋转角度的预设值与水平放置时的一致,也可以不一致。
步骤S3,计算旋转角度和像素位置对应关系。
步骤S31,针对采集图像进行质心计算获得水平旋转角度X和像素位置degreeX对应关系(X,degreeX),并根据采集的旋转角度和像素位置关系进行拟合或插值。
步骤S32,计算获得垂直旋转角度Y和像素degreeY的位置对应关系(Y,degreeY),并根据采集的旋转角度和像素位置关系进行拟合或插值。
步骤S4,旋转角度和像素位置还原畸变校正系数。
其中,水平方向畸变校正系数directX为sin(degreeX);垂直方向畸变校正系数directY为sin(degreeY);第三方向的畸变校正系数directZ为sqrt(1-directX×directX-directY×directY)。
本实施例提供的一种镜头畸变校正系数标定方法,通过获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数,是先通过竖直光线和水平光线完成主点坐标的寻找,而后根据第二图像确定待测相机的畸变校正系数,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果;通过结合了垂直和平行两个方向的图像数据,进行主点坐标的确定,可以使得主点坐标的估计更为准确,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果;通过利用无畸变图像来分别确定主点坐标的横坐标和纵坐标,可以更加准确地定位相机的主点,通过对图像中线条特性的精确测量和分析,能够有效减少因镜头畸变带来的误差,尤其是在低分辨率条件下提高标定精度,同时,仅通过第一无畸变图像和第二无畸变图像确定主点坐标,还可以简化计算过程,只需处理少量的关键图像即可得到主点坐标,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果;通过待测相机在第一状态和第二状态下分别进行旋转、图像采集和旋转角度的记录,可以帮助确定相机的光学特性,进而可以得到更为精确的畸变校正系数,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果;通过从多个角度下收集的数据中提取出畸变特性,并据此计算出精确的畸变校正系数,可以达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果;通过根据主点坐标的横坐标和纵坐标位置,将像素值最大的像素点作为目标位置,不仅可以准确地确定主点的实际点在图像中的位置,并且无需对每张第二图像中的曲线进行拟合即可快速确定对应的目标位置,达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率和标定效率的效果;通过将目标位置与旋转角度之间进行拟合的方式,可以确定不同旋转角度下的目标位置变化逻辑,从而可以进一步确定对应的畸变校正系数,实现准确的畸变校正策略,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果;通过根据所述第一映射关系和第二映射关系,分别确定所述待测相机在第一方向和第二方向上的畸变校正系数,并根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数,可以更全面地描述待测相机的图像中不同位置的镜头畸变情况,从而提供更为精确地校正系数,从而达到在低分辨率情况下提高畸变标定准确率的效果。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,提供了一种畸变校正方法,应用于相机,所述畸变校正方法包括:
获取待校正图像和如上所述的畸变校正系数;
基于所述畸变校正系数,对所述待校正图像进行畸变校正,得到畸变校正图像。
通过如上任意一项实施例所述畸变校正系数,相机可以对待校正图像进行更为准确的畸变校正,得到畸变校正图像。
在一个实施例中,如图9所示,提供了一种镜头畸变校正系数标定系统,所述系统包括:光源装置106、标板110、旋转装置108以及处理器1021;
待测相机104设置于所述旋转装置108;
所述标板110设置于所述待测相机104的视野范围内,且所述标板110包括纯色标板110;
所述光源装置106用于向所述标板110投射光线;
所述旋转装置108用于带动所述待测相机104旋转;
所述处理器1021分别与所述光源装置106、旋转装置108以及待测相机104连接,用于实现如上任一实施例所述的镜头畸变校正系数标定方法。
其中,该方法包括如下步骤:
获取待测相机104采集的多张第一图像,确定所述待测相机104的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;
控制所述待测相机104以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;
根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机104的畸变校正系数。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的镜头畸变校正系数标定方法的镜头畸变校正系数标定装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个镜头畸变校正系数标定装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于镜头畸变校正系数标定方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图10所示,提供了一种镜头畸变校正系数标定装置,所述镜头畸变校正系数标定装置包括:
获取模块100,用于获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标。多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像。
控制模块200,用于控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像。
标定模块300,用于根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
在其中一个实施例中,所述获取模块100还用于:
光源装置在所述标板上投射竖直光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第一子图像;
光源装置在所述标板上投射水平光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第二子图像;
根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标。
在其中一个实施例中,所述获取模块100还用于:
确定多张所述第一子图像中的第一无畸变图像以及多张所述第二子图像中的第二无畸变图像;
根据所述第一无畸变图像,确定主点坐标对应的横坐标;
根据所述第二无畸变图像,确定主点坐标对应的纵坐标。
在其中一个实施例中,所述控制模块200还用于:所述预设旋转规则包括:预设初始位置、预设旋转方向以及预设旋转角度;
所述待测相机在第一状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第三子图像并记录每张所述第三子图像的第一旋转角度;
所述待测相机在第二状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第四子图像并记录每张所述第四子图像的第二旋转角度。
在其中一个实施例中,所述标定模块300还用于:
根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置;
根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数。
在其中一个实施例中,所述标定模块300还用于:
基于所述主点坐标的纵坐标,在所述第三子图像中查找纵坐标相同,且像素值最大的像素点作为第一目标位置;
基于所述主点坐标的横坐标,在所述第四子图像中查找横坐标相同,且像素值最大的像素点作为第二目标位置。
在其中一个实施例中,所述标定模块300还用于:
根据每张所述第三子图像的所述第一目标位置以及每张所述第三子图像的所述第一旋转角度进行曲线拟合,得到第一映射关系;
根据每张所述第四子图像的所述第二目标位置以及每张所述第四子图像的所述第二旋转角度进行曲线拟合,得到第二映射关系;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数。
在其中一个实施例中,所述标定模块300还用于:
根据所述第一映射关系,确定所述待测相机在第一方向的畸变校正系数;
根据所述第二映射关系,确定所述待测相机在第二方向的畸变校正系数;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数。
上述镜头畸变校正系数标定装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是待测相机,其内部结构图可以如图11所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。处理器和内存储器可以集成于待测相机的图像处理芯片中。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。计算机设备作为待测相机,可通过该通信接口与外部设备建立连接,并进行指令传输和/或图像传输。计算机程序被处理器执行时以实现一种畸变校正方法。该计算机设备的输入装置可以是计算机设备外壳设置的指令输入装置,例如按键、滚轮、触摸层等,也可以是图像采集装置,包括光学成像组件,例如镜头、图像传感器、红外传感器等,也可以是空间感知装置,例如雷达扫描组件、深度传感器等,还可以是运动传感装置,例如陀螺仪等。通过图像采集装置采集原始图像,并由处理器对原始图像执行如上实施例中的畸变校正方法,从而得到畸变校正后的相机图像。
本领域技术人员可以理解,图11中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述的畸变校正方法:
获取待校正图像和如上任意一个实施例所述的畸变校正系数;
基于所述畸变校正系数,对所述待校正图像进行畸变校正,得到畸变校正图像。
其中,待校正图像可以是由畸变校正系数的建立所用的待测相机,也可以是与待测相机同规格的相机获取。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述的畸变校正方法:
获取待校正图像和如上任意一个实施例所述的畸变校正系数;
基于所述畸变校正系数,对所述待校正图像进行畸变校正,得到畸变校正图像。
其中,待校正图像可以是由畸变校正系数的建立所用的待测相机,也可以是与待测相机同规格的相机获取。
需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric RandomAccess Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccessMemory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述镜头畸变校正系数标定方法包括:
获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;
控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;
根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
2.根据权利要求1所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
光源装置在标板上投射竖直光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第一子图像;
光源装置在所述标板上投射水平光线时,获取所述待测相机在多个角度采集的多张第二子图像;
根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标。
3.根据权利要求2所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述根据多张所述第一子图像以及多张所述第二子图像,确定所述待测相机的主点坐标包括:
确定多张所述第一子图像中的第一无畸变图像以及多张所述第二子图像中的第二无畸变图像;
根据所述第一无畸变图像,确定主点坐标对应的横坐标;
根据所述第二无畸变图像,确定主点坐标对应的纵坐标。
4.根据权利要求1所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度包括:所述预设旋转规则包括:预设初始位置、预设旋转方向以及预设旋转角度;
所述待测相机在第一状态,且光源装置在标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第三子图像并记录每张所述第三子图像的第一旋转角度;
所述待测相机在第二状态,且光源装置在所述标板上投射竖直光线时,控制所述待测相机以预设初始位置为起始位置,沿预设旋转方向旋转预设旋转角度,采集多张第四子图像并记录每张所述第四子图像的第二旋转角度。
5.根据权利要求4所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置;
根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数。
6.根据权利要求5所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述根据多张所述第二图像以及主点坐标,确定每张所述第二图像中所述主点坐标对应的目标位置包括:
基于所述主点坐标的纵坐标,在所述第三子图像中查找纵坐标相同,且像素值最大的像素点作为第一目标位置;
基于所述主点坐标的横坐标,在所述第四子图像中查找横坐标相同,且像素值最大的像素点作为第二目标位置。
7.根据权利要求6所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,所述根据每张所述第二图像对应的目标位置以及每张所述第二图像对应的旋转角度,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据每张所述第三子图像的所述第一目标位置以及每张所述第三子图像的所述第一旋转角度进行曲线拟合,得到第一映射关系;
根据每张所述第四子图像的所述第二目标位置以及每张所述第四子图像的所述第二旋转角度进行曲线拟合,得到第二映射关系;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数。
8.根据权利要求7所述的镜头畸变校正系数标定方法,其特征在于,根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机的畸变校正系数包括:
根据所述第一映射关系,确定所述待测相机在第一方向的畸变校正系数;
根据所述第二映射关系,确定所述待测相机在第二方向的畸变校正系数;
根据所述第一映射关系以及所述第二映射关系,确定所述待测相机在第三方向的畸变校正系数。
9.一种相机的畸变校正系数标定系统,其特征在于,所述系统包括:光源装置、标板、旋转装置以及处理器;
待测相机设置于所述旋转装置;
所述标板设置于所述待测相机的视野范围内,且所述标板包括纯色标板;
所述光源装置用于向所述标板投射光线;
所述旋转装置用于带动所述待测相机旋转;
所述处理器分别与所述光源装置、旋转装置以及待测相机连接,用于实现权利要求1至权利要求8中任一项所述的镜头畸变校正系数标定方法。
10.一种相机的畸变校正系数标定装置,其特征在于,所述相机的畸变校正系数标定装置包括:
获取模块,用于获取待测相机采集的多张第一图像,确定所述待测相机的主点坐标;多张所述第一图像包括:多张竖直光线的第一图像以及多张水平光线的第一图像;
控制模块,用于控制所述待测相机以预设旋转规则进行旋转,采集多张第二图像并记录每张所述第二图像的旋转角度;多张所述第二图像包括:多张竖直光线的第二图像以及多张水平光线的第二图像;
标定模块,用于根据多张所述第二图像、每张所述第二图像的旋转角度以及主点坐标,确定所述待测相机的畸变校正系数。
11.一种畸变校正方法,其特征在于,应用于相机,所述畸变校正方法包括:
获取待校正图像和如权利要求1至权利要求8中任一项所述的畸变校正系数;
基于所述畸变校正系数,对所述待校正图像进行畸变校正,得到畸变校正图像。
12.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求11所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求11所述的方法。
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