廣角鏡頭校正系統及其方法技術方案

一種廣角鏡頭校正系統及其方法，廣角鏡頭校正系統包含旋轉單元、影像輸入單元及處理單元。旋轉單元可設置待校正鏡頭，旋轉單元的旋轉方向可與水平方向平行，且其光軸中心可對準基準物。影像輸入單元可接收待校正鏡頭的影像。處理單元可控制旋轉單元旋轉，并可分析待校正鏡頭的影像。處理單元可執行扭曲校正程序以控制旋轉單元以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉，并可記錄每次旋轉第一預設角度后基準物的影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。

【技術實現步驟摘要】
廣角鏡頭校正系統及其方法
本專利技術涉及一種鏡頭校正系統，特別涉及一種廣角鏡頭校正系統。本專利技術還涉及此廣角鏡頭校正系統的校正方法。
技術介紹
廣角鏡頭的攝像范圍較一般的鏡頭大，故廣角鏡頭能以更寬闊的視角進行拍攝，而由于廣角鏡頭具有較大的視角范圍，因此其通常被廣泛應用到監控系統或車載的攝像裝置上。而目前，市場上對廣角鏡頭的需求也在增加。然而，由于廣角鏡頭本身的設計，廣角鏡頭所擷取的影像中的物體通常會產生嚴重扭曲，更廣角鏡頭的感光元件的設計，且廣角鏡頭所擷取的影像中的物體的幾何形狀也無法真實呈現，使其無法展現其拍攝物體的真實樣貌。而傳統的可視范圍(Fieldofview)校正方法并無法有效地校正廣角鏡頭上述的問題，因此其效能還有待提升。而其它的校正方法無法應用于具有暗角的廣角鏡頭，故應用上也受到很大的限制。因此，如何提出一種廣角鏡頭校正系統，能夠有效改善現有技術的校正系統會產生效能不佳、應用上受到限制及成本過高的情況已成為一個刻不容緩的問題。
技術實現思路
有鑒于上述現有技術的問題，本專利技術的其中一目的就是在提供一種廣角鏡頭校正系統及其方法，以解決現有技術的廣角鏡頭校正系統效能不佳、應用上受到限制及成本過高的問題。根據本專利技術的其中一目的，提出一種廣角鏡頭校正系統，其可包含旋轉單元、影像輸入單元及處理單元。旋轉單元可設置待校正鏡頭，旋轉單元的旋轉方向可與水平方向平行，且其光軸中心可對準基準物。影像輸入單元可接收待校正鏡頭的影像。處理單元可控制旋轉單元旋轉，并可分析待校正鏡頭的影像。處理單元可執行扭曲校正程序以控制旋轉單元以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉，并可記錄每次旋轉第一預設角度后基準物的影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。根據本專利技術的其中一目的，再提出一種廣角鏡頭校正方法，其可包含下列步驟：提供基準物；使待校正鏡頭的光軸中心對準基準物；以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉待校正鏡頭，旋轉方向與待水平方向平行；以及記錄每次旋轉第一預設角度后基準物的影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。以下結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細描述，但不作為對本專利技術的限定。附圖說明圖1為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第一實施例的示意圖；圖2為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第一實施例的流程圖；圖3為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第二實施例的示意圖；圖4為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第二實施例的第一流程圖；圖5為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第二實施例的第二流程圖；圖6為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第二實施例的第二流程圖；圖7為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第三實施例的第一示意圖；圖8為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第三實施例的第二示意圖。其中，附圖標記1廣角鏡頭校正系統11處理單元111前處理單元112扭曲校正演算單元113控制單元114記憶體單元115中央處理單元12旋轉單元13影像輸入單元14影像輸出單元15顯示單元C待校正鏡頭R基準物S21～S24、S41～S44、S51～S54、S61～S67步驟流程具體實施方式以下將參照相關附圖，說明依本專利技術的廣角鏡頭校正系統及其方法的實施例，為使便于理解，下述實施例中的相同元件是以相同的符號標示來說明。請參閱圖1，為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第一實施例的示意圖。如圖所示，廣角鏡頭校正系統1可包含旋轉單元12、影像輸入單元13及處理單元11。旋轉單元12可以設置待校正鏡頭C，其中，旋轉單元12的旋轉方向可與水平方向平行，待校正鏡頭C的光軸中心可以對準基準物R。影像輸入單元13可以接收待校正鏡頭C的影像，并傳送至處理單元11。處理單元11可控制旋轉單元12旋轉，并可分析待校正鏡頭C的影像。首先，處理單元11可執行扭曲校正程序以建立扭曲校正模型，其可用于對待校正鏡頭C的影像扭曲進行校正。當處理單元11執行扭曲校正程序時，處理單元11可控制旋轉單元12以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉，并可記錄每次旋轉單元12旋轉第一預設角度后，總旋轉角度及基準物R的影像與光軸中心的距離，直到基準物R超出待校正鏡頭C的觀測范圍，如此即可建立扭曲校正模型。接下來，處理單元11可執行長短軸校正程序，其可還原待校正鏡頭C的影像中的物體的真實幾何形狀。當處理單元11執行長短軸校正程序時，處理單元11可先為待校正鏡頭C的影像的短軸與長軸的比例提供預設值，并可根據預設值對待校正鏡頭C的至少二特征點的影像執行長短軸比例校正以產生第一校正影像，其中，上述該些特征點在真實空間中具有已知的幾何形狀，例如：二特征點的連線為一垂直的直線，即二特征點具有相同的橫座標；或是三特征點可構成一個正三角形或其它幾何形狀等等。在獲得第一校正影像后，處理單元11可更以根據扭曲校正模型校正第一校正影像以產生第二校正影像。最后，處理單元11可以判斷第二校正影像中該些特征點是否符合其在真實空間中的幾何形狀，若該些特征點不符合其真實空間中的幾何形狀，處理單元11則可以調整預設值，并可重復上述步驟直到該些特征點符合其真實空間中的幾何形狀，如此則完成校正程序。除此之外，若待校正鏡頭C的光軸中心是未知的情況下，處理單元11也可執行光軸中心校正程序以計算待校正鏡頭C的光軸中心。當處理單元11執行光軸中心校正程序時，處理單元11可先提供一預設光軸中心，并可將基準物R對預設光軸中心，并可以第二預設角度沿著水平方向的二側分別轉動旋轉單元12，以產生第一對稱校正參數，而處理單元11則可根據第一對稱校正參數計算待校正鏡頭C的垂直對稱軸。處理單元11可進一步根據待校正鏡頭C的影像中二個特征點的垂直平分線及待校正鏡頭C的影像的另外二個特征點的垂直平分線計算第一交點，再轉動待校正鏡頭C使該些特征點的位置改變，并再次根據待校正鏡頭C的影像的二個特征點的垂直平分線及待校正鏡頭C的影像的另外二個特征點的垂直平分線計算第二交點。如此，處理單元11則可以根據第一交點及第二交點計算待校正鏡頭C的水平對稱軸，并可根據垂直對稱軸與水平對稱軸的交點計算待校正鏡頭C的光軸中心。由上述可知，本實施例的廣角鏡頭校正系統不需要通過任何特殊的裝置、復雜的數學模型及精密的影像處理技術，而是通過旋轉單元及簡單的數學運算來執行光軸中心校正、扭曲校正及長短軸校正，因此本專利技術的實施例的廣角鏡頭校正系統不但更為準確，且成本可以有效地降低。請參閱圖2，為本專利技術的廣角鏡頭校正系統的第一實施例的流程圖。本實施例可包含下列步驟：在步驟S21中，提供一基準物。在步驟S22中，使待校正鏡頭的光軸中心對準基準物。在步驟S23中，以預設角度連續旋轉待校正鏡頭直到基準物超出待校正鏡頭的觀測范圍，旋轉方向與水平方向平行。在步驟S24中，記錄每次旋轉預設角度后，基準物的影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。本實施例更可包含下列步驟：在步驟S25中，提供至少二特征點于待校正鏡頭的影像，該些特征點在真實空間中具有一幾何關系。在步驟S26中，為待校正鏡頭的影像的短軸與長軸的比例提供預設值。在步驟S27中，根據預設值對待校正鏡頭的影像執行長短軸比例校正以產生第一校正影像。在步驟S28中，根據扭曲校正模型對第一校正影像執行扭曲校正以產生第二校正影像。在步驟S29中，判斷第二校正影像中的至少二特征點是否符合真實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種廣角鏡頭校正系統，其特征在于，包含：一旋轉單元，用于設置一待校正鏡頭，該旋轉單元的一旋轉方向與一水平方向平行，且該待校正鏡頭的一光軸中心對準一基準物；一影像輸入單元，接收該待校正鏡頭的影像；以及一處理單元，控制該旋轉單元旋轉，并分析該待校正鏡頭的影像；其中，該處理單元執行一扭曲校正程序以控制該旋轉單元以一第一預設角度沿著該旋轉方向連續旋轉，并記錄每次旋轉該第一預設角度后該基準物的影像與該光軸中心的距離與一總旋轉角度以建立該扭曲校正模型。

【技術特征摘要】
2015.12.11 TW 1041417891.一種廣角鏡頭校正系統，其特征在于，包含：一旋轉單元，用于設置一待校正鏡頭，該旋轉單元的一旋轉方向與一水平方向平行，且該待校正鏡頭的一光軸中心對準一基準物；一影像輸入單元，接收該待校正鏡頭的影像；以及一處理單元，控制該旋轉單元旋轉，并分析該待校正鏡頭的影像；其中，該處理單元執行一扭曲校正程序以控制該旋轉單元以一第一預設角度沿著該旋轉方向連續旋轉，并記錄每次旋轉該第一預設角度后該基準物的影像與該光軸中心的距離與一總旋轉角度以建立該扭曲校正模型。2.根據權利要求1所述的廣角鏡頭校正系統，其特征在于，該處理單元包含一前處理單元，該前處理單元對該待校正鏡頭的影像執行輪廓強化與顏色增益。3.根據權利要求1所述的廣角鏡頭校正系統，其特征在于，該處理單元更包含一扭曲校正演算單元，該扭曲校正演算單元接收待校正鏡頭的影像的特征信息、執行該扭曲校正程序的演算流程、控制該旋轉單元的旋轉角度，以產生該扭曲校正模型。4.根據權利要求1所述的廣角鏡頭校正系統，其特征在于，該處理單元更包含一中央處理單元，該中央處理單元執行芯片初始化、影像前處理、扭曲校正演算、繪圖及邏輯判斷。5.根據權利要求1所述的廣角鏡頭校正系統，其特征在于，該處理單元更包含一控制單元，該控制單元控制該旋轉單元旋轉。6.根據權利要求1所述的廣角鏡頭校正系統，其特征在于，該處理單元更包含一記憶體單元，該記憶體單元做為一數據暫存區。7.一種廣角鏡頭校正方法，其特征在于，包含下列步驟：提供一基準物；使一待校正鏡頭的一光軸中心對準該基準物；以一第一預設角度沿著一旋轉方向連續旋轉該待校正鏡頭，該旋轉方向與一水平方向平行；以及記錄每次旋轉該第一預設角度后該基準物的影像與該光軸中心的距離與一總旋轉角度以建立一扭曲校正模型。8.根據權利要求7所述的廣角鏡頭校正方法，其特征在于，更包含下列步驟：以該第一預設角度沿著該旋轉方向連續旋轉該待校正鏡頭，直到該基準物超出該待校正鏡頭的觀測范圍。9.根據權利要求7所述的廣角鏡頭校正方法，其特征在于，更包含下列步驟：提供至少二特征點于該待校正鏡頭的影像，該些特征點在真實空間中具有一幾何關系；為該待校正鏡頭的影像的短軸與長軸的比例提供一預設值；根據該預設值對該待校正鏡頭的影像執行一長短軸比例校正以產生一第一校正影像；根據該扭曲校正模型對該第一校正影像執行一扭曲校正以產生一第二校正影像；以及判斷該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉偉成，陳禹仲，
申請(專利權)人：財團法人工業技術研究院，
類型：發明
國別省市：中國臺灣,71