CN101102389B - 一种图像校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像校正方法，其利用透镜的特性得出透镜成像原理，即透镜成像不均一性是由透镜参数引起的，获取透镜参数并根据透镜参数确定校正参数，用校正参数对扭曲图像进行处理，得到校正图像。本发明不直接改变透镜的光学特性，而是用后期数字图像的处理手段对得到的图像进行校正，成本极低，且具有很大的灵活性和高效性。

Description

一种图像校正方法和装置

技术领域

本发明涉及图像处理技术，尤其涉及对扭曲图像进行校正的方法及装置。

技术背景

普通光学镜头在成像的时候，会存在一定程度的不均一性，主要表现在透镜中心部分成像的亮度正常，越到透镜的边缘部分成像的亮度越暗，这种现象称为“暗角”(dark corner)或“阴影”(shading)。此外，透镜成像还可能存在左右或上下的不均一性等。这些现象统称为透镜成像的不均一性。

透镜成像的不均一性，是由透镜的特性决定的。一般的透镜，即球面透镜的光学中心部分透过率高，越远离光学中心的部分透过率越低，边缘部分的透过率最低。对于均匀的入射光，经过透镜所捕获的图像表现为中心区域亮，四周边角区域暗，严重影响了图像质量。一般情况下光学中心成像在图像中心位置，但是如果透镜安装歪斜，光学中心所成图像就会偏离图像中心位置，这是人为因素影响图像质量的一种情况，需要进行人工调整，使光学中心所成图像在图像中心位置。

透镜成像的不均一性严重影响图像的质量，必需进行消除。现有技术方案是通过改进透镜光学性能的光学方法，使得透镜的成像均一。

光学方法1：用非球面透镜代替球面透镜。非球面透镜由于在透镜周边做了特殊处理，使得整个透镜的透过率均匀，从而使透过非球面透镜后的光线依然均匀。但非球面透镜的磨制比常用的球面透镜的磨制工艺复杂得多，提高了制作成本。

光学方法2：把大孔径透镜改为小孔径透镜。小孔径透镜由于自身面积的减小，对于较远处过来的入射光线，小孔径透镜可以近似成一个点，光线可以近似均匀地透射过去，从而在后面的传感器上得到均匀的光照。小孔径透镜的缺点是通光量小，图像要得到合适的曝光，需要更长的时间，而且必须保证在这段时间内，场景没有运动或图像捕捉设备没有运动，否则，就会使图像模糊。这种方法人工不能灵活掌握，并且所成图像质量也不理想。

此外，由于人为因素使透镜安装歪斜，造成光学中心所成图像偏离图像中心位置时，只能靠人工重新调整透镜位置，重新拍摄，造成时间和资源的浪费。

综上所述，利用现有方法，都不能很好的解决透镜成像不均一性的问题，需要寻求一种成本低、灵活高效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供一种图像校正方法及装置，用以解决现有技术中使用光学方法改进透镜的光学性能存在的工艺复杂、成本高或者不能灵活掌握的问题。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，其提供了一种图像校正方法，其包括：提取透镜乘作用因子gain(x，y)与透镜加作用因子offset(x，y)，根据透镜乘作用因子及透镜加作用因子获取校正乘作用因子Re gain(x，y)及校正加作用因子Re offset(x，y)，其中Re gain(x，y)＝1/gain(x，y)，Re offset(x，y)＝-offset(x，y)；根据获取的校正乘作用因子Re gain(x，y)及下述公式[7]求取并保存前n个多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n，n为自然数并根据需要设定；获取透镜所成的扭曲图像Out(x，y)；根据保存的前n个多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n、扭曲图像中的像素点坐标及公式[7]计算出校正乘作用因子Re gain(x，y)；根据公式校正Re(x，y)＝[Out(x，y)+Re offset(x，y)]*Re gain(x，y)对扭曲图像Out(x，y)进行校正得到校正图像Re(x，y)，其中x，y分别为图像像素点的横、纵坐标。

$\mathrm{Regain}(x,y)=\frac{1}{\mathrm{gain}(x,y)}={\mathrm{\β}}_1+{\mathrm{\β}}_{2}x+{\mathrm{\β}}_{3}y+{\mathrm{\β}}_4\mathrm{xy}+{\mathrm{\β}}_5{x}^2+{\mathrm{\β}}_6{y}^2+...+{\mathrm{\β}}_n{x}^n+{\mathrm{\β}}_m{y}^m---\left[7\right]$

进一步的，所述提取透镜加作用因子offset(x，y)的具体过程为：在透镜的输入图像为零时得到的输出图像为黑图像BLACK，将所述黑图像作为透镜加作用因子。

再进一步的，所述提取透镜乘作用因子gain(x，y)的具体过程为：在透镜的输入图像为亮度均匀的白纸或灰纸时得到的输出图像为白图像WHITE，将所述白图像与黑图像之差与常数k的商作为透镜乘作用因子，其中

所述k＝max{WHITE}-min{BLACK}

或者，k＝max{WHITE(x，y)}-min{BLACK(x，y)}，max表示取最大值，min表示取最小值。

进一步的，保存提取出来的所述校正乘作用因子Re gain(x，y)与校正加作用因子Re offset(x，y)。

再进一步的，根据获取的校正乘作用因子Re gain(x，y)，选取L个像素点坐标对应的校正乘作用因子值，利用选取的L个的校正乘作用因子值及公式[7]列出L个关于多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n的方程，然后采用最小二乘拟合的方法求取出前n个多项式系数，其中L大于n小于图像像素点数目。

再进一步的，将透镜形成的图像分区，为每个分区计算出一组多项式系数并保存，在对扭曲图像进行校正时，先根据像素点的坐标判断其所属的分区，后提取出该区对应的多项式系数组根据公式[7]计算该像素点的校正乘作因子。

进一步的，其特征在于，所述透镜加作用因子offset(x，y)被简化时，透镜的加作用因子offset(x，y)简化为一个常数C，相应的，黑图像BLACK也为一常数；Re offset(x，y)＝-C，保存这个常数作为校正加作用因子，或者透镜加作用因子offset(x，y)简化为零，相应的，黑图像BLACK也为零，校正公式简化为Re(x，y)＝[Out(x，y)]*Re gain(x，y)。

根据本发明的另一个方面，其还提供了一种图像校正装置，用于对透镜生成的扭曲图像进行校正，其包括透镜参数提取单元、参数转换单元、存储单元、校正乘作用因子计算单元及校正单元。透镜参数提取单元，用于提取透镜乘作用因子gain(x，y)与透镜加作用因子offset(x，y)。参数转换单元，用于根据透镜乘作用因子及透镜加作用因子获取校正乘作用因子Re gain(x，y)及校正加作用因子Re offset(x，y)，其中Re offset(x，y)＝-offset(x，y)，Re gain(x，y)＝1/gain(x，y)。存储单元，用于存储依据获取的校正乘作用因子及公式[7]计算出来的前n个多项式系数。校正乘作用因子计算单元，用于根据来自存储单元的前n个多项式系数、公式[7]及扭曲图像的像素点坐标计算出校正乘作用因子，校正单元，根据校正公式Re(x，y)＝[Out(x，y)+Reoffset(x，y)]*Re gain(x，y)或Re(x，y)＝[Out(x，y)]*Re gain(x，y)对扭曲图像Out(x，y)进行校正得到校正图像Re(x，y)，

$\mathrm{Regain}(x,y)=\frac{1}{\mathrm{gain}(x,y)}={\mathrm{\β}}_1+{\mathrm{\β}}_{2}x+{\mathrm{\β}}_{3}y+{\mathrm{\β}}_4\mathrm{xy}+{\mathrm{\β}}_5{x}^2+{\mathrm{\β}}_6{y}^2+...+{\mathrm{\β}}_n{x}^n+{\mathrm{\β}}_m{y}^m---\left[7\right]$

其中x，y分别为图像像素点的横、纵坐标，n为自然数并根据需要设定。

本发明实施例利用透镜的特性得出透镜成像原理，即透镜成像不均一性是由透镜参数引起的，获取透镜参数并根据透镜参数确定校正参数，用校正参数对扭曲图像进行处理，得到校正图像。本发明实施例不直接改变透镜的光学特性，而是用后期数字图像的处理手段对得到的图像进行校正，成本极低，且具有很大的灵活性和高效性；本发明实施例提供的方案对图像的校正精度高，大大提高了图像的质量；本发明实施例提供的方案能同时校正人为因素造成的光学中心所成图像偏离图像中心位置的情况，节约了时间和资源。另外，根据本发明实施例提取到的透镜参数与透镜特性直接相关，为研究透镜成像提供了极大的方便。

图1为本发明实施例中透镜成像原理示意图；

图2为本发明实施例中图像校正原理示意图；

图3为本发明实施例中图像校正方法的流程图；

附图说明

图4A-C为本发明实施例中的透镜乘作用因子gain(x，y)和校正乘作用因子Regain(x，y)的形态示意图；

图5为本发明一个实施例中图像校正装置的结构方框图；

图6为本发明实施例中透镜参数提取单元的装置示意图；和

图7为本发明另一个实施例中图像校正装置的结构方框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。

由透镜的特性造成的透镜成像的不均一性严重影响了图像的质量，必须进行消除，提高图像质量。本发明实施例不直接去改变透镜的特性，而是利用它的这种特性得出透镜成像原理，即透镜成像不均一性是由透镜参数引起的；获取透镜参数并根据透镜参数确定校正参数，用校正参数对扭曲图像进行处理，得到校正图像，提高了透镜成像质量。

通过分析透镜的特性，可以得到如图1所示的透镜成像原理示意图。针对一个图像采集过程，输入图像通过透镜，在透镜不均一性参数的作用下输出被透镜扭曲的图像，称为扭曲图像。透镜不均一性参数简称透镜参数，是由透镜的特性决定的，这里的特性包括透镜的光学特性、或透镜的光学特性和人为因素造成的透镜安放歪斜等性质。透镜参数包括透镜乘作用因子和透镜加作用因子。透镜成像原理可以用公式[1]来表示：

Out(x，y)＝gain(x，y)*In(x，y)+offset(x，y)[1]

其中，x、y为图像的横、纵坐标，In(x，y)为输入图像，gain(x，y)为透镜乘作用因子，offset(x，y)为透镜加作用因子，Out(x，y)为扭曲图像。

透镜的特性决定了透镜参数，这样，确定了透镜乘作用因子gain(x，y)和透镜加作用因子offset(x，y)，也就确定了相应透镜的特性，就可以根据透镜参数对该透镜得到的扭曲图像进行校正，校正过程可以用公式[2]来表示：

Re(x，y)＝[Out(x，y)-offset(x，y)]*[1/gain(x，y)]＝In(x，y)[2]

其中，Re(x，y)为校正图像。可以看出扭曲图像Out(x，y)经过如公式[2]所示的处理，得到的校正图像Re(x，y)与最初的输入图像In(x，y)相同。这样，不用改变透镜的光学特性，而通过后期数字图像处理手段就可以消除扭曲图像的不均一性，得到真正的输入图像。由公式[2]也可以相应得到一个如图2所示的图像校正原理示意图，这是一个图像的校正过程，可以看成是图像采集过程的逆过程，扭曲图像通过校正单元，在校正参数作用下得到与输入图像一致的校正图像。校正参数包括校正乘作用因子和校正加作用因子，是依据透镜参数确定的，校正加作用因子Reoffset(x，y)与透镜加作用因子offset(x，y)成负数关系，可以表示为Reoffset(x，y)＝-offset(x，y)，校正乘作用因子Regain(x，y)与透镜乘作用因子gain(x，y)成倒数关系，可以表示为Regain(x，y)＝1/gain(x，y)，这样公式(2)可以转换为校正公式(3)。因为透镜参数是由透镜特性决定的，不会因输入图像的改变而改变，所以依据透镜参数确定的校正参数适用于该透镜产生的所有图像。

Re(x，y)＝[Out(x，y)+Re offset(x，y)]*Re gain(x，y)＝In(x，y)[3]

一般来说，可以用下面的方法来提取透镜加作用因子和透镜乘作用因子。

关上镜头盖，拍摄一张图像，得到的图像称为黑图像，用BLACK表示，黑图像是在没有输入图像的情况下直接拍摄得到的，可以理解为输入图像等于零的特殊情况，根据公式[1]，可以得到：

offset(x，y)＝BLACK(x，y)                   [4]

依据透镜加作用因子，提取透镜乘作用因子，具体处理为：

在均匀光照的条件下，对白平衡卡(Color Checker white balance card)、或者一张均匀的白纸、或者一张均匀的灰纸拍摄一张图像，得到的图像称为白图像，用WHITE表示。白平衡卡是是一张亮度非常均匀的白色卡片，白图像是在输入图像亮度非常均匀的情况下拍摄得到的，此时的输入图像In(x，y)可以理解为等于常数k的特殊情况。根据公式[1]可以得到：

gain(x，y)＝[WHITE(x，y)-BLACK(x，y)]/k    [5]

其中，

k＝max{WHITE}-min{BLACK}

或者，k＝max{WHITE(x，y)}-min{BLACK(x，y)}[6]

max表示取最大值，min表示取最小值，k是WHITE图像中的最大值和BLACK图像中的最小值的差值，起到归一化的作用，使得到的透镜乘作用因子范围在0～1之间，用于调节校正图像的亮度值。

通过上述分析可以知，请参看图3，本发明提供的一种图像校正方法在一个实施例中可以包括：步骤100，提取透镜加作用因子offset(x，y)和透镜乘作用因子gain(x，y)；步骤200，根据透镜加作用因子offset(x，y)和透镜乘作用因子gain(x，y)确定校正加作用因子Reoffset(x，y)与校正乘作用因子Regain(x，y)；步骤300，利用校正加作用因子Reoffset(x，y)与校正乘作用因子Regain(x，y)对扭曲图像进行校正以得到校正图像。

然而，为了实现图像的校正，必须保存上述透镜的校正加作用因子Reoffset(x，y)与校正乘作用因子Regain(x，y)，它们中每个参数都相当于一帧图像，每个像素点上都有各自的值，这需要占用大量的存储资源。

经过分析发现，WHITE(x，y)-BLACK(x，y)这样的图像具有如图4A所示的形态，其可以用多次曲面来近似(逼近、拟合)，其中x、y为图像像素点的坐标，z表示对应像素点的值的大小，相应的，透镜乘作用因子gain(x，y)可以表示为如图4B所示的形态，其同样可以用多次曲面来近似。为了避免校正过程中的除法运算，在本发明的一个实施例中可以直接求取Regain(x，y)即1/gain(x，y)，而不需要先求gain(x，y)再利用除法求取1/gain(x，y)，事实上，校正乘作用因子Regain(x，y)可以表示为如图4C所示的形态，其同样可以用一个多次曲面来表示。而多次曲面在数学上可以用一个关于x，y(像素坐标)的多项式来表示，如公式[7]。

通过图4C来看，校正乘作用因子Regain(x，y)可以用下面的多项式来表示。

$\mathrm{Regain}(x,y)=\frac{1}{\mathrm{gain}(x,y)}={\mathrm{\β}}_1+{\mathrm{\β}}_{2}x+{\mathrm{\β}}_{3}y+{\mathrm{\β}}_4\mathrm{xy}+{\mathrm{\β}}_5{x}^2+{\mathrm{\β}}_6{y}^2+...+{\mathrm{\β}}_n{x}^n+{\mathrm{\β}}_m{y}^m---\left[7\right]$

β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n，β_m为多项式的系数，为了节省计算量，一般可以用前n个系数，n可以根据需要确定。这样，只要求出并保存这些多项式系数就可以通过像素点坐标计算出各个像素点对应的校正乘作用因子，从而实现对扭曲图像进行透镜的乘作用校正，极大的减少了校正乘作用因子Regain(x，y)的存储量。

在一个实施例中，可以采用前6个系数，为了求取多项式的这前6个系数β₁，β₂，β₃，β₄，β₅，β₆，可以先依照上述方法提取透镜乘作用因子gain(x，y)并得到校正乘作因子Regain(x，y)，根据校正乘作因子Regain(x，y)中数个像素点坐标对应的校正乘作因子值及公式[7]列出数个方程式，理论上只需要根据6个像素点坐标对应的校正乘作因子值列出6个方程式就可以求出多项式的这前6个系数β₁，β₂，β₃，β₄，β₅，β₆，然而一般来讲这样求出来的系数的多项式不能很好的近似如图4C所示的曲面，为了让求出来的多项式能更好的近似如图4C所示的曲面，需要选取L个有代表性的像素点坐标对应的校正乘作因子值列出方程式(L大于6小于等于图像的像素点个数)，比如600个、800个等，所述像素点选取具有代表性是指在曲面平坦的地方可以稀疏地选取一些点，而在曲面变化剧烈的地方选取的点应比较密集，并且这些选择的点尽量覆盖满整个图像，然后采用最小二乘拟合的方法根据列出的方程式求取出6个多项式系数，最后存储这6个多项式参数以根据公式[7]计算校正乘作因子。

另外，在进一步的一个实施例中，可以将透镜形成的图像分区处理，相应的多项式的系数也可以分区求取，而不必针对整张图像求取，所述分区方式可以根据需要设定，比如可以规则等分，也可以根据曲面的形态来不规则划分，在曲面比较平坦的中心区域，分的区块可以比较大，而在曲面变换剧烈的四角区域，分的区块可以精细些，这样的划分区块的方式更能表现出曲面的变化形态。换句话说就是，为每个分区分别计算出各自的一组多项式系数，并保存各组多项式系数。在校正乘作因子Regain(x，y)的一个分区内中选取数个像素点坐标对应的校正乘作因子值列出数个方程式从而利用最小二乘拟合的方法求取出该分区对应的一组多项式系数，然后采用同样的方式求出其他分区对应的多项式系数组。在对扭曲图像进行校正时，首先根据像素点的坐标判断其所属的分区，然后提取出该区对应的多项式系数组计算该像素点的校正乘作因子，并利用校正乘作因子对该像素点进行校正。由图4C可以看出，图像中央大部分区域是一个平面，即校正乘作因子Regain(x，y)都是1，因此，在一个更进一步的实施例中，可以不对这部分区域求取校正乘作因子Regain(x，y)，在图像校正时，可以直接跳过校正处理，从而节省计算量。

当然在一些实施例中，透镜加作用因子offset(x，y)可能由于其对图像的扭曲作用不大而被简化或忽略，那么前面描述的所有计算操作只需要将offset(x，y)认为是一常数或忽略即可。具体为：所述透镜加作用因子offset(x，y)被简化时，透镜的加作用因子offset(x，y)简化为一个常数C，相应的，黑图像BLACK也为一常数；Re offset(x，y)＝-C，保存这个常数作为校正加作用因子；透镜加作用因子offset(x，y)简化为零时，相应的，黑图像BLACK也为零，校正公式简化为Re(x，y)＝[Out(x，y)]*Re gain(x，y)。

图5给出了本发明一个实施例中图像校正装置的结构示意图，其包括存储单元和校正单元，其中，

存储单元，用于存储依据透镜参数确定的校正加作用因子和校正乘作用因子，并向校正单元提供校正加作用因子和校正乘作用因子；

校正单元，用于根据获取的校正参数对扭曲图像进行操作得到消除透镜不均一性的校正图像，具体处理可为用校正加作用因子和校正乘作用因子对输入的扭曲图像先后进行加法和乘法操作，输出消除了透镜不均一性的校正图像。

该装置还可进一步包括透镜参数提取单元和参数转换单元，其中，

透镜参数提取单元，用于提取由透镜的特性决定的透镜参数，并把透镜参数输出给参数转换单元，具体处理可为根据输入的黑图像和白图像提取透镜参数，黑图像是透镜的输入图像等于零时输出的扭曲图像，白图像是透镜的输入图像等于常数时输出的扭曲图像；

参数转换单元，用于对来自透镜参数提取单元的透镜参数进行处理，输出校正参数。其中，校正参数的校正加作用因子与对应的透镜加作用因子成负数关系，校正参数的校正乘作用因子与对应的透镜乘作用因子成倒数关系。

如图6所示，透镜参数提取单元可以包括加作用因子提取单元和乘作用因子提取单元，其中，

加作用因子提取单元，用于根据输入的黑图像提取透镜加作用因子，具体处理过程为确定透镜加作用因子与黑图像BLACK相等；

乘作用因子提取单元，用于根据输入的黑图像和白图像提取透镜乘作用因子，具体处理过程为确定透镜乘作用因子是白图像WHITE与黑图像BLACK相减再除以常数k，k是白图像中的最大值和黑图像中的最小值的差值，通过对k值的改变来调节校正图像的亮度。

由于校正参数确定后就保存在存储单元，该校正参数适用于相应透镜所产生的所有扭曲图像，只要透镜不改变，对所述透镜产生的所有扭曲图像就可以直接通过存储单元和校正单元的处理进行校正，不用再重复利用透镜参数提取单元和参数转换单元进行透镜参数的提取和转换。由透镜输出的所有扭曲图像经过校正参数的作用，得到消除了透镜不均一性的校正图像，提高了图像质量，所需成本非常低，可以灵活掌握。

图7给出了本发明另一个实施例中图像校正装置的结构示意图，其包括存储单元、校正乘作用因子计算单元和校正单元，其中

存储单元，用于存储依据校正乘作用因子计算出来的一组或多组多项式系数，

校正乘作用因子计算单元，用于根据存储单元存储的一组或多组多项式系数计算校正乘作用因子，

校正单元，用于根据获取的校正乘作用因子参数对扭曲图像进行操作得到消除透镜不均一性的校正图像。

所述图像校正装置还包括多项式系数计算单元，用于根据获取的校正乘作用因子Re offset(x，y)选取L个像素点坐标对应的校正乘作用因子值，利用选取的L个的校正乘作用因子值及公式[7]列出L个关于多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n的方程，然后采用最小二乘拟合的方法求取出前n个多项式系数，其中L大于n小于图像像素点数目。

在一个实施例中，将透镜形成的图像分区，所述多项式系数计算单元为每个分区计算出一组多项式系数并发送给存储单元保存，在对扭曲图像进行校正时，校正乘作用因子计算单元根据像素点的坐标判断其所属的分区，后从存储单元中提取出该区对应的多项式系数组根据公式[7]计算该像素点的校正乘作因子。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种图像校正方法，其特征在于，其包括：

提取透镜乘作用因子gain(x，y)与透镜加作用因子offset(x，y)，根据透镜乘作用因子及透镜加作用因子获取校正乘作用因子Re gain(x，y)及校正加作用因子Re offset(x，y)，其中Regain(x，y)＝1/gain(x，y)，Reoffset(x，y)＝-offset(x，y)；

根据获取的校正乘作用因子Regain(x，y)及下述公式[7]求取并保存前n个多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n，n为自然数并根据需要设定，

$\mathrm{Regain}(x,y)=\frac{1}{\mathrm{gain}(x,y)}={\mathrm{\β}}_1+{\mathrm{\β}}_{2}x+{\mathrm{\β}}_{3}y+{\mathrm{\β}}_4\mathrm{xy}+{\mathrm{\β}}_5{x}^2+{\mathrm{\β}}_6{y}^2+...+{\mathrm{\β}}_n{x}^n+{\mathrm{\β}}_m{y}^m---\left[7\right];$

获取透镜所成的扭曲图像Out(x，y)；

根据保存的前n个多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n、扭曲图像中的像素点坐标及公式[7]计算出校正乘作用因子Regain(x，y)；

根据公式校正Re(x，y)＝[Out(x，y)+Reoffset(x，y)]*Regain(x，y)对扭曲图像Out(x，y)进行校正得到校正图像Re(x，y)，其中x，y分别为图像像素点的横、纵坐标。

2.如权利要求1所述的图像校正方法，其特征在于，所述提取透镜加作用因子offset(x，y)的具体过程为：在透镜的输入图像为零时得到的输出图像为黑图像BLACK，将所述黑图像作为透镜加作用因子。

3.如权利要求2所述的图像校正方法，其特征在于，所述提取透镜乘作用因子gain(x，y)的具体过程为：在透镜的输入图像为亮度均匀的白纸或灰纸时得到的输出图像为白图像WHITE，将所述白图像与黑图像之差与常数k的商作为透镜乘作用因子，其中

所述k＝max{WHITE}-min{BLACK}

或者，k＝max{WHITE(x，y)}-min{BLACK(x，y)}，max表示取最大值，min表示取最小值。

4.如权利要求1所述的图像校正方法，其特征在于，保存提取出来的所述校正乘作用因子Re gain(x，y)与校正加作用因子Re offset(x，y)。

5.如权利要求1所述的图像校正方法，其特征在于，根据获取的校正乘作用因子Re gain(x，y)，选取L个像素点坐标对应的校正乘作用因子值，利用选取的L个的校正乘作用因子值及公式[7]列出L个关于多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n的方程，然后采用最小二乘拟合的方法求取出前n个多项式系数，其中L大于n小于图像像素点数目。

6.如权利要求1所述的图像校正方法，其特征在于，将透镜形成的图像分区，为每个分区计算出一组多项式系数并保存，

在对扭曲图像进行校正时，先根据像素点的坐标判断其所属的分区，后提取出该区对应的多项式系数组根据公式[7]计算该像素点的校正乘作因子。

7.如权利要求1-6中任一权利要求中所述图像校正方法，其特征在于，所述透镜加作用因子offset(x，y)被简化时，

透镜的加作用因子offset(x，y)简化为一个常数C，相应的，黑图像BLACK也为一常数；Reoffset(x，y)＝-C，保存这个常数作为校正加作用因子，

或者透镜加作用因子offset(x，y)简化为零，相应的，黑图像BLACK也为零，校正公式简化为Re(x，y)＝[Out(x，y)]*Re gain(x，y)。

8.一种图像校正装置，用于对透镜生成的扭曲图像进行校正，其包括透镜参数提取单元、参数转换单元、存储单元、校正乘作用因子计算单元及校正单元，

透镜参数提取单元，用于提取透镜乘作用因子gain(x，y)与透镜加作用因子offset(x，y)；

参数转换单元，用于根据透镜乘作用因子及透镜加作用因子获取校正乘作用因子Re gain(x，y)及校正加作用因子Re offset(x，y)，其中Reoffset(x，y)＝-offset(x，y)，Regain(x，y)＝1/gain(x，y)；

存储单元，用于存储依据获取的校正乘作用因子及公式[7]计算出来的前n个多项式系数；

校正乘作用因子计算单元，用于根据来自存储单元的前n个多项式系数、公式[7]及扭曲图像的像素点坐标计算出校正乘作用因子；

校正单元，根据校正公式Re(x，y)＝[Out(x，y)+Re offset(x，y)]*Re gain(x，y)或Re(x，y)＝[Out(x，y)]*Re gain(x，y)对扭曲图像Out(x，y)进行校正得到校正图像Re(x，y)；

$\mathrm{Regain}(x,y)=\frac{1}{\mathrm{gain}(x,y)}={\mathrm{\β}}_1+{\mathrm{\β}}_{2}x+{\mathrm{\β}}_{3}y+{\mathrm{\β}}_4\mathrm{xy}+{\mathrm{\β}}_5{x}^2+{\mathrm{\β}}_6{y}^2+...+{\mathrm{\β}}_n{x}^n+{\mathrm{\β}}_m{y}^m---\left[7\right]$

其中x，y分别为图像像素点的横、纵坐标，n为自然数并根据需要设定。

9.如权利要求8所述的图像校正装置，其特征在于，所述提取透镜加作用因子offset(x，y)的具体是：在透镜的输入图像为零时得到的输出图像为黑图像BLACK，将所述黑图像作为透镜加作用因子。

10.如权利要求9所述的图像校正装置，其特征在于，所述提取透镜乘作用因子gain(x，y)的具体为：在透镜的输入图像为亮度均匀的白纸或灰纸时得到的输出图像为白图像WHITE，将所述白图像与黑图像之差与常数k的商作为透镜乘作用因子，其中

所述k＝max{WHITE}-min{BLACK}

或者，k＝max{WHITE(x，y)}-min{BLACK(x，y)}，max表示取最大值，min表示取最小值。

11.如权利要求8-10中任一权利要求中所述图像校正装置，其特征在于，所述透镜加作用因子offset(x，y)被简化时，

透镜的加作用因子offset(x，y)简化为一个常数C，相应的，黑图像BLACK也为一常数；Reoffset(x，y)＝-C，存储单元保存这个常数作为校正加作用因子，

或者透镜加作用因子offset(x，y)简化为零，相应的，黑图像BLACK也为零，校正公式简化为Re(x，y)＝[Out(x，y)]*Re gain(x，y)。

12.如权利要求8中所述图像校正装置，其特征在于，其还包括多项式系数计算单元，用于根据获取的校正乘作用因子Re gain(x，y)选取L个像素点坐标对应的校正乘作用因子值，利用选取的L个的校正乘作用因子值及公式[7]列出L个关于多项式系数β₁，β₂，β₃，β₄，...，β_n的方程，然后采用最小二乘拟合的方法求取出前n个多项式系数，其中L大于n小于图像像素点数目。

13.如权利要求12中所述图像校正装置，其特征在于，将透镜形成的图像分区，所述多项式系数计算单元为每个分区计算出一组多项式系数并发送给存储单元保存，

在对扭曲图像进行校正时，校正乘作用因子计算单元根据像素点的坐标判断其所属的分区，后从存储单元中提取出该区对应的多项式系数组根据公式[7]计算该像素点的校正乘作因子。

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