一种校正图像失真的工程方法

一种校正图像失真的工程方法

 

作者：暗星  撰写日期：2011-09-24~2011-09-26

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       在工程应用中，使用摄像头是常用的测量、取样和检测手段。由于广角镜头的光学特性，图像不可避免的会有失真，这种失真被称为径向畸变。在实际拍摄取样的过程中，镜头的光轴线很难保证与被拍摄平面精确的垂直，或者由于拍摄条件的限制，光轴线必须与目标平面成一定的夹角。这种由于光轴与目标平面不垂直而产生的失真，被称为倾斜失真或者梯形畸变。

       文献中提到了一种精确校正倾斜失真和径向畸变的方法。但是需要测量的参数很多，而且需要知道镜头的当前焦距，在许多镜头焦距可调场合适用性不强。本文提出了一种通用性强的方法，只要拍摄条件不发生改变就可进行校正，不需要测量参数。

 

校正过程及原理介绍

1）首先是要制作标准的网格，网格的间距a（单位：毫米）是已知。

2）固定摄像头，以网格平面为目标平面调好焦距，并拍照。（附图1）

3）对拍摄的网格图像进行处理，二值化并找到每个网格的交点（附图2）

4）以离图像中心点最近的交点为基准点，基准点附近的交点的像素距离b（单位：像素）可以找出。得到a和b的对应关系从而可以计算出虚拟的标准网格交点。

5）根据实际网格交点和与之对应的标准网格交点，对图像中每一小块区域的像素点做平移，得到校正后的图像。

由于倾斜拍摄的“近大远小”的光学原理。最后得到的校后图像应该是一个倒梯形。

附图1

附图2

自我校正结果附图3如下

总结

       校正不需要测量参数，适用性强。整体来看校正效果还行，但是放大图片后局部误差明显。部分原因是线宽造成的交点不准，主要原因是过程5是每一小块区域分开校正的，区域之间的衔接还要优化。

 

参考文献

刘堂友、董爱华。《精确校正图像的径向畸变和倾斜失真》（《中国图像图形学报》2007年10月第10期）