[发明专利]一种线阵相机图像的校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像校正方法，尤其涉及一种针对线阵相机(linecamera)所拍摄的变形图像进行几何校正的方法，属于机器视觉技术领域。

背景技术

在机器视觉领域中，线阵相机是一类特殊的视觉机器。与通常使用的面阵相机(area camera)相比较，它的图像传感器只有一行感光像素，这种设计使高扫描频率和高分辨率成为可能。因此，线阵相机主要应用于工业、医疗、科研与安全等领域的图像处理中。

线阵相机的典型应用领域是检测连续运动的物体，尤其侧重于对连续不断物流的检测，如线材、卷材、烟草、棉花、纸张等。被检测的物体通常作匀速运动，利用一台或多台线阵相机对其逐行连续扫描，以达到对物体表面均匀检测的目的。在需要极大视野或极高精度的情况下，往往使用激发装置多次激发线阵相机，进行多次拍照，再将所拍摄的多幅“条”形图像进行合并，从而生成完整的物体图像。

由于线阵相机在每一时刻只能拍摄物体的某一条线上的图像。实践中，往往通过连续拍摄物体经过相机的各个时刻的图像，组合出物体的完整图像。但是，如果物体经过线阵相机时的运动速度与设计速度不一致，则线阵相机所拍摄的图像会出现变形，如图1～图4所示的那样。

为了解决这一问题，人们先后尝试了多种技术解决方案。例如高俊钗、雷志勇和王泽民在《激光与光电子学进展》2010年第47卷第9期发表的论文《线阵相机的图像校正》中，针对在零件的高精度尺寸测量中，线阵CCD相机的图像采集与零件运动的同步问题进行研究。对采用伺服电机和运动控制卡的同步方法进行了分析，提出了采用普通异步电机与编码器组合的控制方法；研究了运动控制系统和相机采集线率之间的关系，设计了基于非等步长的同步控制方式。根据线阵相机图像采集的特点，以标准圆形目标作为标定目标，提取了芯片方向和运动方向的直径参数，实现了物像关系和校正插值系数标定；设计了线性插值算法，可以对任意形状的目标成像进行校正。实验结果表明，该方法简单易行，成本低，可以有效地校正线阵CCD由于运动造成的拉伸变形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种针对线阵相机的变形图像几何校正方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种线阵相机图像的校正方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)在待处理的物体图像中设定标定物；

(2)检测标定物中的边界点；

(3)求解标定物的运动参数；

(4)根据步骤(3)的计算结果，对待处理的物体图像中的对应点进行仿射变换，变换后所获得的图像即为校正图像。

其中较优地，在所述步骤(1)中，所述标定物为在待处理的物体图像中确定的圆形物体。

所述标定物位于所述物体图像的中心区域。

所述步骤(2)中，所述边界点的数量不少于5个。

所述步骤(3)包括如下的子步骤：

(31)由所有边界点的(x_py_p y_p² x_p y_p 1)和x_p²组成线性方程组，在方程数量多于未知数数量的情况下，使用最小二乘法求解：