[发明专利]一种基于四点变换的图像自适应校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于四点变换的图像自适应校正方法。

背景技术

在现代工业迅猛发展的大背景下，电力、化工、冶金等许多行业正在使用着大量的各种摄像头，其中不乏红外及普通双视摄像。然而，由于两摄像头焦距不同、两镜头位置无法重叠，且无法保证轴平行及安装角度完全同步，其拍摄的红外图像及普通图像无法完全对应。两图的不同不便于依据红外图像找到温度超高的设备位置。

现有的图像校正技术（类似四点转正、同素变换等任意四边形的变形技术），几乎都用到了八阶矩阵，高斯消元等复杂算法，消耗的时间复杂度及空间复杂度很高，且使用多次除法，容易出现分母为零等意外情况。另外，很多类似的校正技术仅仅是将任意四边形与正规矩形相互对应，且完全忽略了四边形外部的邻近区域。但在现实中，图像在正规矩形内部的情况很少，使用范围太窄，用在现场实用中往往不能满足要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种易于实现及移植，操作简单，使用方便，校正精度高的基于四点变换的图像自适应校正方法。

本发明所采用的技术方案是：本发明是一种基于四点变换的图像自适应校正方法，该方法采用四点映射对双图像进行双鼠标对应定位计算并采用遍历图像方式进行校正，该方法包括以下步骤：

（1）    图像获取，利用双视摄像机对现场环境进行普通图像和红外图像获取，所述普通图像和所述红外图像由所述双视摄像机的两个镜头同时从相差不大的两个视角对同一现场进行拍摄获得；

（2）    提取映射点，以所述普通图像和所述红外图像的其中一幅图作为原图，另一幅图像作为映射图，在所述原图上，采用人工框选四点所含区域，获得灰度图像，灰度图像拉伸并放大若干倍，手动任意点选四点形成任意四边形并存储，从而完成四点提取；

（3）    坐标系建立，在所述原图上以原图左上角顶点为坐标系的原点，X轴向右为正，Y轴向下为正，建立XY坐标系；

（4）    在所述XY坐标系选取一个原像点M并获取其坐标M（x,y）,用数值计算方法解方程获得点M在该任意四边形映射下的邻边比例α和β的值；

（5）    计算鼠标对应点，获得双鼠标：根据上述步骤（4）获得的邻边比例α和β的值，实时计算鼠标所在原像点M在所述映射图上的相应的四边形映射下的坐标M’（x’,y’），M’即为双鼠中的第二鼠标；

（6）    变形校正，遍历所述原图和所述映射图上的坐标，完成变形校正。

在所述步骤（4）中，所述α和β的计算过程如下：

（a）    计算映射，原图中任意四点（P₀P₁P₂P₃）变换后，对应到目标图中四点（P₀’P₁’P₂’P₃’），根据这种映射规则，任意点坐标M（x,y）经过四点变换后，获得点M’（x’,y’）。设M相对于P₀P₁的位置比例为α，相对于P₀P₃的比例为β，其中，点P₀、P₁、P₂、P₃是所述步骤（2）中手动点选的任意四点，点M在P₀P₁直线上的对应点设置为a，在P₂P₃上的对应点设置为b，在P₀P₃上的对应点设置为c，在P₁P₂上的对应点设置为d，则                                                （b）    方程建立，由向量和的方程联立，代入焦点M，可解得比例α、β的方程式：

    ，其中K₁、K₂、K₃、T₁、T₂、T₃均是常数系数；

（c）    系数计算，α的三个系数K₁,K₂,K₃的值计算如下：

  

   β的三个系数T₁, T₂, T₃的值如下：