基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106910173A(43)申请公布日2017.06.30(21)申请号201710106576.X(22)申请日2017.02.27(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人黄简峰种衍文潘少明(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人薛玲(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)G06T17/10(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法(57)摘要本发明提供了一种基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法，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。本发明采用“扫描法”进行鱼眼图像圆形轮廓的提取，根据“球面展开模型”计算出透视窗口上每个点对应鱼眼图像上的坐标，再将透视窗口上所有点对应于鱼眼图像上像素点的像素值赋给透视窗口上对应的像素点，实现鱼眼视频的漫游。本发明相比同类算法，克服了宽视角和时效性的限制，有效提高了图像校正精度，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。CN106910173ACN106910173A权利要求书1/2页1.基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法，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，计算透视窗口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，根据步骤3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，确定透视窗口的尺寸以及观察视角，其中透视窗口A’B’C’D’与半球面相切于M点，透视窗口的尺寸为A’B’和A’D’的长，分别用a和b来表示，设Q’点为M点在像平面XOY的投影，观察视角用(α，Ω)角对来表示，α代表线段OM与线段OQ’之间的夹角，Ω代表线段OQ’与X轴之间的夹角；步骤S4-3，将透视窗口上的点先还原到半球面上，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，设透视窗口上任意点P1(x1,y1)在鱼眼图像中对应的像素点位置P2(x2，y2)，两者不在同一个坐标系，以P2所在坐标系O-XYZ三为基准，将P1转换到坐标系O-XYZ中，得P1在O-XYZ坐标系下的坐标为，计算OP1与半球面的交点S的坐标，然后再将S点垂直投影到XOY面上得到P2的坐标，其中，R为鱼眼图像的半径，P2为透视窗口上点P1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，将透视窗口上所有点对应于鱼眼图像上像素点的像素值赋给透视窗口上对应的像素点；步骤S6，在鱼眼图像上添加鼠标的响应事件实现鱼眼视频的漫游。2.如权利要求1所述的基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法，其特征在于：所述步骤S3，鱼眼图像轮廓提取的具体实施方式如下，步骤S3-1，从图像第一行开始，在行方向上进行扫描，若当前行中像素的灰度值都为0，则继续扫描下一行，直到在某一行中第一次出现有像素的灰度值不为0，则记录下当前行号2CN106910173A权利要求书2/2页H1；步骤S3-2，接着上一步在行方向上继续进行扫描，若当前行中有像素的灰度值不为0，则继续扫描下一行，直到在某一行中第一次出现所有的像素的灰度值都为0，则记录下当前行号H2；步骤S3-3，从图像第一列开始，在列方向上进行扫描，若当前行中像素的灰度值都为0，则继续扫描下一列，直到在某一列中第一次出现有像素的灰度值不为0，则记录下当前列号L1；步骤S3-4，接着上一步在列方向上继续进行扫描，若当前列中有像素的灰度值不为0，则继续扫描下一列，直到在某一列中第一次出现所有的像素的灰度值都为0，则记录下当前列号L2；步骤S3-5，记录下H1，H2，L1，L2后，圆形区域C可用圆心坐标(x,y)和半径R来表示，C→{(x,y),R}(1)其中，则鱼眼图像轮廓是以圆心坐标(x,y)为中心、半径R的圆形区域轮廓。3CN106910173A说明书1/6页基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法技术领域[0001]本发明涉及图像视频处理领域，具体涉及一种基于鱼眼图像校正实现鱼眼视频小窗口实时漫游的方法。背景技术[0002]鱼眼镜头具有结构紧凑、体积小、不易损坏等优点；同时考虑到采用鱼眼镜头构建的全方位视觉可获取真正意义上的全景球面图像，无盲区，无须考虑图像拼合和嵌接等问题，所以鱼眼镜头是构建全方位视觉系统最有效的