文档介绍：CCD镜头畸变精校正算法
计算机工程第 36 卷第1期
V Engineering ·人工智能及识别技术·
文章编号:1000—3428(2010)01—0191—03
文献标识码:A
2010年1月
January 2010
中图分类号:TP312
张佳成,范勇,陈念年
(西南科技大学计算机科学与技术学院,绵阳 621010)
摘要:D镜头都存在不同程度光学畸变的问题,D镜头畸变校正算法。用经典模型对畸变图像进行初次校正,用多面函数拟合法进行二次精校正,用三次B样条函数进行灰度重建。实验结果表明,该方法在不依赖摄像机内部参数条件下,相比单一的镜头畸变校正模型,精度提高,鲁棒性增强,。关键词:镜头畸变;校正算法;混合模型
High Precision Correction D Lens Distortion
Based bined Model
ZHANG Jia-cheng, FANG Yong, CHEN Nian-nian
(College puter Science and Technology, South West University of Science and Technology, Mianyang 621010)
【Abstract】According to the different degree distortion D lens used in machine visual detection and high precision measurement, this paper proposes bined model-based D lens distortion correction. The algorithm uses the classical model to correct the distortion image initially, the polyhedral function is employed for second high precision correction, and cubic B spline function is used for grade rebuilding. Experimental results indicate that the algorithm can promote the precision and strengthen the pared with other single lens distortion correction model, and the radial correction RMS is pixel.
【Key words】lens distortion; correction algorithm; combined model
1 概述
在机器视觉工业应用中,D来捕获目标景物的信息,由于镜头曲率误差及镜头加工和系统装配误差,因此系统成像较难满足理想的针孔成像模型,成像图像都有不同程度的畸变,给后续的图像分析和图像理解带来了困难。
目前已有很多镜头畸变校正方法,且校正效果良好。文献[1]修改了畸变校正的模型,使得畸变估计参数变少,却复杂了理想图像和畸变图像的映射关系。文献[2]采用基于直线的畸变校正方法,用LM算法对畸变参数进行估计,但存在初始值较难选取、局部值收敛等不足。文献[3]采用摄像机标定法,需要已知世界坐标系中的点和图像坐标系下像点的对应关系以
及摄像机的内部参数,用多角度成像和迭代优化算法提高校正精度。文献[4]采用多项式模型对畸变图像校正,需要复杂的测量装置,且多项式校正模型缺乏数学理论依据。
本文在经典的畸变校正模型[5]中引入多曲面拟合法,简单易懂,不依赖摄像机的内部参数,不需要复杂的测量装置,不采用迭代优化算法,增强了畸变校正的鲁棒性,有效提高了畸变校正的精度,减小了畸变校正的误差。
径向畸变是由摄像机镜头的曲率误差引起的,造成实际像高低于或高于理想像高,且是畸变组成部分中的主要成分。径向畸变分为桶形畸变和枕形畸变,径向畸变表示如下:
225
??δur=k1u(u+v)+O[(u,v)]
(2) ?225
δ=kv(u+v)+O[(u,v)]??w1
其中,k1是径向畸变系数,低次项的畸变系数可校正90%以上的径向畸变量。
切向畸变是因为摄像机镜头组合时光学中心不是严格同轴造成的。切向畸变表示如下:
?δud=p1(3u2+v2)+2p2uv+O[(u,v)4]??224??δvd=p2(u+3v)+2p1uv+