[发明专利]一种畸变图像的轮廓校正方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及摄像机定位技术领域，特别是涉及一种畸变图像的轮廓校正方法及系统。

背景技术

由于摄像机内的光学系统的加工误差和装配误差，摄像机的拍摄图像会存在几何畸变，且视场越大、离视场中心越远，畸变越严重。而在激光加工应用中，一般使用单摄像机在大视场下定位拍摄对象，此时畸变对中心定位的精度影响可以忽略，但会严重影响轮廓定位的精度。为消除畸变，一般使用多摄像机拍摄局部图像后进行图像拼接，或者使用高精度网格校正板对单摄像机校正，但前者要求具有支持互联功能的摄像机和复杂的机械结构，后者需要支持校正功能的摄像机和专用的高精度网格校正板，两者均不方便使用。因此，研究一种对单摄像机在大视场下拍摄的畸变图像进行简便、高精确度的轮廓校正方法具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种畸变图像的轮廓校正方法及系统，用于以简便、快速的过程，实现对单摄像机在大视场下拍摄对象时得到的畸变图像轮廓的精确校正。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种畸变图像的轮廓校正方法，包括：

步骤1、根据已知尺寸的长方形的拍摄对象，获取轮廓为不规则四边形的畸变图像；

步骤2、对所述不规则四边形的四个顶点的横坐标和纵坐标分别设置系数，得到第一次修正四边形；

步骤3、分别对所述第一次修正四边形的四边长度进行修正，使得所述第一次修正四边形转换为平行四边形，得到第二次修正四边形；

步骤4、分别对所述第二次修正四边形的两个对角线长度进行修正，使得所述第二次修正四边形转换为长方形，得到第三次修正四边形，完成对所述畸变图像的轮廓的校正。

本发明的有益效果是：通过对某一已知尺寸的长方形拍摄对象进行单摄相机大视场下拍摄，由于拍摄得到的图像畸变主要存在于轮廓，因此，对轮廓分别在边长、对角线等方面进行连续三次校正，使得校正后图像的形状和尺寸与实际的相同或相近，特别的，当已知尺寸的长方形的拍摄对象平面与摄像机平面平行且两者所在平面的中心点投影重合时，拍摄得到的畸变图像的畸变程度较小，则利用该方法更容易对该畸变图像进行校正。该方法可仅对一个已知尺寸的长方形拍摄对象的畸变进行校正，即可将该校正的参数数据用于所有相同形状和尺寸的拍摄对象的畸变校正，过程简单易行，校正效率高，易于推广，精确度高，适用于激光加工领域，特别是适用于激光加工领域中对工件的批量拍摄以及轮廓校正。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括：

步骤5、存储所述四个顶点的横坐标和纵坐标、所述四边长度和所述两个对角线长度的修正数值，以便直接调用所述修正数值校正与所述畸变图像尺寸相同的畸变图像的轮廓。

本发明进一步的有益效果是：由于在相同拍摄调节下对相同形状和尺寸的工件进行拍摄时，得到的畸变图像是固定相同的，因此只需对一个已知尺寸的拍摄对象的畸变进行校正，即可将该校正的参数数据用于所有和该已知尺寸的拍摄对象具有相同形状和尺寸的拍摄对象的畸变校正，省时省力，提高了校正效率，特别适用于激光加工领域对工件的批量拍摄和校正。

进一步，所述步骤2包括：

步骤2.1、根据所述拍摄对象的实际尺寸和所述摄像机的像素，分别计算所述不规则四边形的上边x1和下边x2的实际长度之和与x1和x2的拍摄长度之和的比值X，以及所述不规则四边形的左边y1和右边y2的实际长度之和与y1和y2的拍摄长度之和的比值Y，其中，x1和x2分别位于横坐标轴的上方和下方，或者，x1和x2均位于横坐标轴的上方或下方且且x1位于x2的上方；y1和y2分别位于纵坐标轴的左侧和右侧，或者，y1和y2均位于纵坐标轴的左侧或右侧且y1位于y2的左侧；

步骤2.2、将X设置为所述不规则四边形的四个顶点的横坐标的系数，将Y设置为所述不规则四边形的四个顶点的纵坐标的系数，得到所述第一次修正四边形。

进一步，所述步骤3包括：

步骤3.1、分别计算所述第一次修正四边形中的x1、x2、y1和y2的长度与对应的实际长度的差值Δx1、Δx2、Δy1和Δy2；

步骤3.2、根据Δx1、Δx2、Δy1和Δy2，分别移动四个顶点至x1、x2、y1和y2的长度与对应的实际长度相等，使得所述第一次修正四边形转换为平行四边形，得到第二次修正四边形。

进一步，所述步骤4包括：

步骤4.1、分别计算所述第二次修正四边形中的第一对角线L1和第二对角线L2的长度与对应的实际长度的差值ΔA1、ΔA2；