[发明专利]图像透视校正方法和系统及设备

说明书

本发明提供了一种图像透视校正方法，包括如下步骤：根据物体的结构特点，设定其初始状态是笔垂直于成像物体状态；根据所述物体状态建立两个二维透视矫正的模型，分别为对应镜头的俯仰角模型和轴向角模型；根据俯仰角模型和轴向角模型，对图像的二维透视进行矫正计算，得到校正后的图像点的透视映射。本发明还提供一种图像透视校正系统及设备。其根据镜头姿态，实现图像点的透视映射，并减少计算量。

技术领域

本发明涉及属于数字图像处理领域，特别是涉及一种图像透视校正方法和系统及设备。

背景技术

当摄像头的光轴与被拍摄平面非垂直状态的时候，图像的形状会产生变形。

在很多应用中，一旦产品确定，摄像头的一些初始状态也是确定的，例如数码笔、智能赛车等。射影变换时，根据摄像头的三维坐标和物体的三维坐标的夹角和距离等参数，确定变换公式，至少需要四个参数。

目前的图像透视矫正方法，都是将源图像中的四个或四个以上的点，对应到校正后的目标图像中的点，建立线性关系，计算变换矩阵，再将其他的点用变换矩阵映射到目标图像中。

此类方法的必要条件是，必须事先知道源图像的四个点在目标图像中的对应位置。

此类方法的另一个问题是计算量较大，非浮点处理器无法满足其计算量。

而对于某些场景不断变换的视频图像，比如数码笔，一般无法预先找到四个以上的点在校正后的目标图像中的位置，在使用这类校正方法时需要多次迭代，计算量庞大，单片机的处理能力不足以满足其运算需求，其有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图像透视校正方法和系统及设备，以解决现有技术中存在的问题，其能在无法确定源图像和目的图像的四个参考点关系的情况下，根据镜头姿态，实现图像点的透视映射。

为实现本发明提供的一种图像透视校正方法，包括如下步骤：

根据物体的结构特点，设定其初始状态是笔垂直于成像物体状态；

根据所述物体状态建立两个二维透视矫正的模型，分别为对应镜头的俯仰角模型和轴向角模型；

根据俯仰角模型和轴向角模型，对图像的二维透视进行矫正计算，得到校正后的图像点的透视映射。

较佳地，所述对图像的二维透视进行矫正计算，包括如下步骤：

将透视变换参数简化为俯仰角A和轴向旋转角B；

X′Y′Z′是源图像S1所在坐标系，源图像S1在X′Y′平面，Z′轴是镜头方向；XYZ是目的图像S2所在坐标系，目的图像S2在XY平面内，Z轴是镜头方向；其中，Z和Z′轴与光轴始终平行；

源图像、目的图像的坐标与俯仰角A的关系如下式1)：

X＝D*X′*cos(A)/(D*cos(A)+Y′*sin(A) 1)；

CMOS坐标系转换到俯仰角旋转支点A(X₀，Y₀)为原点的坐标系；

使用俯仰角模型计算新坐标。

为实现本发明目的还提供一种图像透视校正的系统、存储介质和执行设备。

本发明提供的一种图像透视校正方法和系统及设备，在无法确定源图像和目的图像的四个参考点关系的情况下，根据镜头姿态，实现图像点的透视映射；进一步地，其降低映射变换的处理量，满足单片机处理能力下的高帧频图像透视变换操作。

附图说明