[发明专利]一种图像校正方法和装置

权利要求书

1.一种图像校正方法，用于对采集到的畸变图像进行校正，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，摆放单幅特征靶图，采用摄像头进行采集，生成所述单幅特征靶图的畸变图像；

步骤S2，采用光学畸变参数表对所述单幅特征靶图的畸变图像进行畸变校正，生成所述单幅特征靶图的虚拟物平面图像；

步骤S3，对所述单幅特征靶图的虚拟物平面图像进行外参标定得到经典外参矩阵后，采用经典外参矩阵进行透视变换生成所述单幅特征靶图的透视变换图像；

步骤S4，将所述单幅特征靶图的透视变换图像划分为不同区域，对所述单幅特征靶图的透视变换图像上的特征点与单幅特征靶图上的特征点分区域进行一一配对，分区域拟合后得到分区域拟合函数；

步骤S5，采用摄像头采集实际现场图像，生成实际现场图像的畸变图像，依次采用光学畸变参数表进行畸变校正、采用经典外参矩阵进行透视变换、按照划分的不同区域采用分区域拟合函数进行分区域拟合校正后再拼接融合，生成所述实际现场图像的最终校正图像；

所述单幅特征靶图为矩形，其上设置的特征点为第一特征点，第一特征点在水平方向和垂直方向间隔相同；

所述单幅特征靶图的畸变图像、虚拟物平面图像、透视变换图像上存在与所述单幅特征靶图上第一特征点相对应的第二特征点、第三特征点和第四特征点，单幅特征靶图上的第一特征点通过缩放比例映射到透视变换平面上生成第五特征点，

所述步骤S3包括如下步骤：

步骤S31，提取所述单幅特征靶图的虚拟物平面图像中第三特征点，与单幅特征靶图中均匀分布的第一特征点进行一一映射，得到映射后第三特征点的坐标；

步骤S32，将所述单幅特征靶图中第一特征点的坐标按缩放比例映射到透视变换平面，得到第五特征点在透视变换平面上的坐标；

步骤S33，解出经典外参矩阵，所述经典外参矩阵用于将第五特征点在透视变换平面上的坐标变换为映射后第三特征点的坐标；

步骤S34，根据经典外参矩阵对所述单幅特征靶图的虚拟物平面图像进行透视变换，得到所述单幅特征靶图的透视变换图像。

2.如权利要求1所述图像校正方法，其特征在于，所述虚拟物平面图像为在虚拟物平面上生成的图像，所述光学畸变参数表中包括视场角与对应的像高，所述视场角为虚拟物平面上的点到摄像头光心的连线与摄像头主光轴的夹角，对应的所述像高为像平面上对应的点到像平面中心点的距离，所述像平面为摄像头采集生成的畸变图像；

所述步骤S2中，通过视场角与对应像高的对应关系，对采集的单幅特征靶图的畸变图像进行畸变校正。

3.如权利要求2所述图像校正方法，其特征在于，所述步骤S2包括如下步骤：

步骤S21，对光学畸变参数表中视场角与对应像高的数据进行拟合，得到视场角与对应像高的拟合公式；

步骤S22，计算所述虚拟物平面的中心点与所述像平面的中心点的坐标；

步骤S23，结合视场角与对应像高的拟合公式、所述虚拟物平面的中心点和所述像平面的中心点的坐标，计算得到所述虚拟物平面上点的坐标与所述像平面上对应点的坐标的对应关系；

步骤S24，采用像平面上与对应点相邻近的像素进行插值，生成对应的虚拟物平面上点的像素。

4.如权利要求1所述图像校正方法，其特征在于，所述步骤S31包括如下步骤：

步骤S311，对所述单幅特征靶图的虚拟物平面图像中的第三特征点进行编号，并记录第三特征点的坐标；

步骤S312，取水平坐标值最小的一个第三特征点，作为梯度分析顶点；

步骤S313，将余下的第三特征点按照编号分别与梯度分析顶点连线，计算连线与水平方向上半象限的夹角，选择夹角最大的多个第三特征点，选择的第三特征点的数量比单幅特征靶图中分布的第一特征点的行数少1个；

步骤S314，对选择的第三特征点按照垂直方向坐标值进行从小到大的重新排序，并记录第三特征点的坐标；

步骤S315，将已经重新排序的第三特征点从所述单幅特征靶图的虚拟物平面图像中移除；当单幅特征靶图的虚拟物平面图像中的第三特征点未被全部移除，继续执行步骤S311；当单幅特征靶图的虚拟物平面图像中的第三特征点被全部移除，得到的重新排序的第三特征点及其坐标，即为与原单幅特征靶图中均匀分布的第一特征点一一映射后的第三特征点及其坐标。