电子测试
第6期
解决方案
ELECTIRONIC TESTT
2013年3月
短焦距图像非线性变换研究与实现
王小乐曹健明刘娜
(长安大学信息工程学院,陕西西安710064
摘要:随着科技发展,视频图像技术已经融入现代生活。通常,在相机拍摄过程中图像会发生形变,影响输出结果,不能达到图
像质量要求。本文是针对短焦摄像机镜头的畸变进行数字校正,通过建立镜头畸变模型,找出径向畸变算法,并利用光学成
像的基本规律计算关键点值,从而对原始图像进行校正。最后利用 MATLAB对研究内容进行验证。验证结果表明,该方法具有
简单、实用的特点。
关键词:短焦;径向畸变;非线性校正
Short focal length image nonlinear transformation
Research and Implementation
Jianming Liu N
(Imformation Engineering, Chang'an University, Xi'an 710064)
Abstract: With the deve lopment of scicncc and technol ogy, the video and image techno l ogy has bcen
intcgrated into modcrn life. Typically there will be deformed during shooting, it will affect the output
rcsults and the quality of the image rcquircmcnts can not be rcached. In this contcxt, the short foca
length o[ camera lens distortion will be corrected.Radial distortion algorith can be found through
establish the odel o[ lens distortion, and calculate the key point value by the basic law of the optical
imaging. Final ly, using MATLAB to verify the rescarch content, and the results show that the met hod is simplc
and practical
Keyword Short focal distance: Radial distortion: Nonlinear correction
0引言
本文研究的目的就是将原始图像经过畸变校正得到校正图
像g(u,v)
在20世60年代后期,
数字图像处理技术进入了高速发1.3畸变校正方法
展时期。按对象划分,
数字图像处理可分为两类:图像处理和图
像分析。图像处理的目的在于提高和改善人类的视觉感知效果
图像畸变校正的方法?包括两个步骤:1.空间变换
而图像分析的口的能将图像信息转化为机器或计算机可识别的描述原始图像与校正图像对应像素的映射关系;2.火度重建
语言。本文研究的内容涵盖了以上两个范時。与此同时,数字图像通过插值确定校正图像像素的灰度值
在获取的过程中,受光、相对运动、随机噪声等因素的影响,图像
般认为,在短焦距
光学镜头中,径问畸变起主要作用,切向
会产生一定程度的退化或畸変。因此必须采取一定的方法米减小畸变相对影响较小,校正的主要目标应该是径向误差。工程上处理
或者消除影啊图像质量的因柰。木文是针对短焦距图像的非线性时,只考虑径问误差的影响,由于校正工作实在数字图像的星础上
变换的研究,采用棊于模板的方法对摄像机镜头的畸变进行数学字进行的,因此要把模拟图像坐标转换成数字图像坐标。结合光学成
校正。期望能将该校正方法运用到一般情沉下的图像中,提高图像和图像采集的各种尺度变换,畸变模型的表达式为
像质量
△I=(I-Ia)×kx(I-Io)2+(J-J。)2)
系统框架及方法概述
AJ=(-J0)xk(1-10)+(-J0)2)
1.1畸变分类
其中1、J为对应的数字图像坐标。k1为径向畸变系数。
对于儿何校正而言,希望校正后输出的图像是像素分布均
摄像头畸变主要是儿何畸变,儿何睛变可分为线性睛变匀的二维空间矩阵,它便于存储、处理和显示。但山于畸变图像空
棱镜崎変主要一类。本文重点是研究非线性崎变中起主导作用的像中排列规则的像素,经过校正后则不再按规则网格排列,必须
是出于镜头的径向曲率以不同而造成的。径向畸变义可分为桶素灰度阵列
形畸变和枕形畸变,前者是把图像拉向光学中心,绝大多数广角
摄像机的径向畸变属于这一类,后者把图像推离光学中心。
2实验系统框架及结果分析
1.2畸变校正原理
2.1畸变校正的实现
木文中采用基于标定模板i的方法,采用的模板为网格
模板,在模板巾每个小网格是面积相等的正方形。为了便于述流程进行
为了确保对理论方法研究的准确及严密性,实验将按以下
和理解,我们定义
输入图像,即原始图像记为r(x,y)
2.1.1读入初始图像及部分预处理
原姈图像通过畸变校正得到的像源图像称为校正图像,记
在程序设计初始?格模板图像。同时利用MAT.AB对图像进
行灰度变化,关键部分代码如下