[发明专利]一种全景环带图像的自适应分割与无畸变展开系统及方法

权利要求书

1.一种全景环带图像的自适应分割与无畸变展开系统，其特征在于，包括：

PAL相机，用以采集全景环带图像；

数据存储模块，用以存储PAL相机标定的参数；

数据处理模块，用于将环带图像利用矩形展开算法展开为矩形图像，利用人脸检测算法检测出人脸在矩形图像中的像素坐标，根据矩形图像中的像素坐标计算出其对应于环带图像的像素坐标，利用所得的所有人脸像素坐标进行图像分割，将环带图像分割成所需的若干份，利用相机内参、分割后的环带图像像素位置对图像进行无畸变展开，所述无畸变展开具体步骤如下：

建立单位球模型，并沿光轴方向做切面，无畸变图像位于切面上，根据镜头的垂直视场角确定无畸变展开图像的高度；

根据前述分割后图像的宽度确定无畸变展开图像的宽度；

根据前述分割后图像的位置确定需要无畸变展开的图像位置；

利用相机内参对环带图像需无畸变展开的部分进行重映射，根据高度与宽度投影至切面上，完成无畸变展开；

设某个分割段为θ_a～θ_b，则需要展开的图像相对于图像中心的张角大小为θ_b-θ_a，展开段的展开中心对应的角度为(θ_b-θ_a)/2；

以相机为球心建立一个半径为1的球，与镜头同向，即竖直向上的方向作一与球面相切的矩形面，针对该分割段θ_a～θ_b而言，令平面的宽W为2*tan((θ_b-θ_a)/2)，高H为tan(90°-A°)+tan(B°-90°)(B≥90)，A°为最小垂直视场角，B°为最大垂直视场角；矩形面的高度由PAL镜头的视场角确定，且其为一固定值，因为镜头的最大最小视场角始终不变，分割图像也只会改变W的值；以切点与球心的连线为x轴，镜头正向与球心的连线为z轴建立右手坐标系，则矩形面垂直于yOz平面，与球面相切于(1，0，0)，则根据矩形面的长宽比可自行设定去畸变后图像的长宽比；设去畸变图像的长为W₀，高为H₀，则矩形面上每一点坐标为由于矩形面所在位置并非分割段θ_a～θ_b朝向位置，所以需要对其进行坐标旋转，z轴坐标保持不变，x，y轴坐标由以下公式给出：

其中，θ_r＝(θ_b-θ_a)/2；

将旋转后的矩形面上每个点的坐标送入World2Cam函数，则可获得每个点的真实颜色表示，得出的图像则为无畸变图像。