[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

摘要

本发明提供了一种基于球面展开模型的鱼眼视频实时全景校正方法，属于图像视频处理领域，包括鱼眼图像的采集，鱼眼图像预处理，鱼眼图像轮廓提取，图像几何关系变换，基于鱼眼图像的重投影，鱼眼视频漫游的实现。本发明采集到鱼眼视频后，先求出鱼眼图像对应的“球面模型”的半径，然后选择并将每帧鱼眼图像中的每个像素还原到一个“球面模型”上；再将球面上每一个像素按照对应的球面圆弧展开到一个校正平面上；最后对校正后像素进行采样插值即得到鱼眼图像的校正图像。本发明相比同类算法，克服了宽视角和时效性的限制，解决了球面不可展的问题，有效提高了图像校正精度，并且实现鱼眼视频全景展开，且能满足实时的应用，对不同模型的鱼眼镜头具备一定的鲁棒性，有较强的实用性。

主权项

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。