[发明专利]一种基于球面展开模型的鱼眼视频实时全景校正方法

权利要求书

1.一种基于球面展开模型的鱼眼视频实时全景校正方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，采集鱼眼图像；

步骤S2，鱼眼图像预处理；

步骤S3，鱼眼图像轮廓提取；

步骤S4，计算图像校正平面上任意点对应鱼眼图像上的像素点坐标，具体包括以下子步骤，

步骤S4-1，通过步骤3中提取的鱼眼图像轮廓获得像平面及鱼眼镜头半球面，其中像平面为鱼眼图像所在平面，设为XOY平面，鱼眼镜头半球面以鱼眼图像的中心O为球心，R为半径；

步骤S4-2，确定图像校正平面，设校正平面ABCD平行于所述像平面，且与鱼眼镜头半球面相切与O’，设校正平面所在坐标系为X’O’Y’，坐标系X’O’Y’与坐标系XOY平行；

步骤S4-3，将图像校正平面上的点先还原到鱼眼镜头半球面上，再将半球面上该点垂直投影到鱼眼图像像平面，具体实施如下，

遍历校正平面上的任意点N”(x₂,y₂)，其中(x₂,y₂)所处的坐标系是以切点O’为原点，BC平行方向为X’轴，AB平行方向为Y’轴，设O’N”的倾斜角α，即O’N”在第一象限与X’轴正方向的夹角，倾斜角α与O’N”的长度计算如下，

根据该倾斜角α在像平面上找到一点K，使得OK在第一象限与X轴的夹角也为α，然后再到圆弧O’K上找一点N’，使得圆弧段O’N’的长度等于O’N”，则N’点坐标计算如下，

将N’点垂直投影到像平面上，得N点坐标为，

其中，R为鱼眼图像的半径，N为校正平面上点N”在鱼眼图像上对应的像素点坐标；

步骤S5，基于鱼眼图像的重投影，将鱼眼图像上所有像素点的像素值赋给校正平面对应的像素点；

步骤S6，将鱼眼镜头实时采集的每幅鱼眼图像的每个像素进行所述步骤S1-S5的校正过程，实现鱼眼视频实时全景校正。

2.如权利要求1所述的一种基于球面展开模型的鱼眼视频实时全景校正方法，其特征在于：所述步骤S3，鱼眼图像轮廓提取的具体实施方式如下，

步骤S3-1，从图像第一行开始，在行方向上进行扫描，若当前行中像素的灰度值都为0，则继续扫描下一行，直到在某一行中第一次出现有像素的灰度值不为0，则记录下当前行号H₁；

步骤S3-2，接着上一步在行方向上继续进行扫描，若当前行中有像素的灰度值不为0，则继续扫描下一行，直到在某一行中第一次出现所有的像素的灰度值都为0，则记录下当前行号H₂；

步骤S3-3，从图像第一列开始，在列方向上进行扫描，若当前行中像素的灰度值都为0，则继续扫描下一列，直到在某一列中第一次出现有像素的灰度值不为0，则记录下当前列号L₁；

步骤S3-4，接着上一步在列方向上继续进行扫描，若当前列中有像素的灰度值不为0，则继续扫描下一列，直到在某一列中第一次出现所有的像素的灰度值都为0，则记录下当前列号L₂；

步骤S3-5，记录下H₁，H₂，L₁，L₂后，圆形区域C可用圆心坐标(x,y)和半径R来表示，

C→{(x，y)，R} (1)

其中，

鱼眼图像轮廓则是以圆心坐标(x,y)为中心、半径R的圆形区域轮廓。