CN108629748A - 图像矫正方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种图像矫正方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，涉及图像处理领域，该方法包括：判断镜头当前所处场景；根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。本申请的方案能够根据摄像头所处场景的不同自动调用不同的畸变矫正算法，以适应摄像头在不同场景中产生的不同畸变，大大提高了摄像头的通用性和便利性。

Description

图像矫正方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及图像领域，尤其涉及图畸变像矫正领域。

背景技术

随着科技的发展和社会的进步，摄像头在军事、安防、交通、医疗等领域以及人们日常生活中得到越来越广泛的应用。为获取更大视场的图像信息，人们常常使用广角镜头。但是，由于广角镜头自身的结构特点，使得所拍摄到的图像通常会产生一定程度的非线性畸变，从而导致图像中物体的几何位置精度受到影响，使其在图像测量、图像识别等几何精度要求较高的领域失去应用价值。因此需要对广角镜头图像进行畸变校正。

深蓝色的海洋一直是一个令人充满好奇和想象力的地方。近年来人类一直在努力探索和利用这片神秘的世界。水下机器人的出现提高了我们了解海底世界的能力。以有缆水下机器人(ROV)和无缆水下机器人(AUV)为代表的水下移动机器人，广泛应用于科学和军事任务的搜索和调查、海洋工程服务、测试和评估，其中，水下目标检测是完成这一系列水下工作任务的关键技术。

现有技术中，一般使用畸变矫正算法来矫正图像的畸变。然而，畸变与成像介质的折射率有关，水中的折射率与空气中的不同，所以同样的镜头在空气中和水中的畸变会有所不同。由此导致在空气中可以正常工作的摄像头，在水下的畸变会变大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种图像矫正方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，至少部分的解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种图像矫正方法，包括：

判断镜头当前所处场景；

根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，当镜头处于第一场景中，调用第一矫正算法处理镜头所获取的图像；当镜头处于第二场景中，调用第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，当镜头处于第一场景和第二场景之间时，同时调用第一矫正算法和第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述图像分为第一场景部分和第二场景部分，使用第一矫正算法处理第一场景部分，使用第二矫正算法处理第二场景部分，并将处理后的第一场景部分和处理后的第二场景部分合并为处理后的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，在调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像之前，还包括：判断镜头拍摄的目标物体所处的场景；结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述方法还包括：根据镜头所处位置以及拍摄角度来判断目标物体所处的场景。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像，包括：当镜头处于第一场景，且目标物体位于第一场景中时，调用第一矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于第二场景，且目标物体位于第二场景中时，调用第二矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于第一场景，且目标物体位于第二场景中时，调用第三矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于第二场景，且目标物体位于第一场景中时，调用第四矫正算法处理镜头所拍摄的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述镜头包括外壳，所述判断镜头当前所处场景包括：当外壳接触到水时，判断镜头位于水下；当外壳未接触水时，判断镜头位于空气中。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述外壳的顶端设置有顶端传感器，当顶端传感器接触到水时，判断镜头位于水下；当顶端传感器未接触到水时，判断镜头位于空气中。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述外壳的中部设置有中部传感器，当中部传感器接触到水时，判断所述镜头的一部分位于水下，一部分位于空气中。

第二方面，本发明实施例还提供了一种图像矫正装置，包括：第一判断装置，用于判断镜头当前所处场景；矫正装置，用于根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，当镜头处于第一场景中，调用第一矫正算法处理镜头所获取的图像；当镜头处于第二场景中，调用第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，当镜头处于第一场景和第二场景之间时，同时调用第一矫正算法和第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述图像分为第一场景部分和第二场景部分，使用第一矫正算法处理第一场景部分，使用第二矫正算法处理第二场景部分，并将处理后的第一场景部分和处理后的第二场景部分合并为处理后的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述图像矫正装置还包括：第二判断装置，用于判断镜头拍摄的目标物体所处的场景；所述矫正装置，结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述第二判断装置，根据镜头所处位置以及拍摄角度来判断目标物体所处的场景。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像，包括：当镜头处于第一场景，且目标物体位于第一场景中时，调用第一矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于第二场景，且目标物体位于第二场景中时，调用第二矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于第一场景，且目标物体位于第二场景中时，调用第三矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于第二场景，且目标物体位于第一场景中时，调用第四矫正算法处理镜头所拍摄的图像。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述镜头包括外壳，所述判断镜头当前所处场景包括：当外壳接触到水时，判断镜头位于水下；当外壳未接触水时，判断镜头位于空气中。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述外壳的顶端设置有顶端传感器，当顶端传感器接触到水时，判断镜头位于水下；当顶端传感器未接触到水时，判断镜头位于空气中。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述外壳的中部设置有中部传感器，当中部传感器接触到水时，判断所述镜头的一部分位于水下，一部分位于空气中。

第三方面，本发明实施例还提供了一种图像矫正方法，包括：断镜头当前所处场景；根据镜头当前所处的场景，调用对应的畸变参数到矫正算法；使用所述矫正算法处理镜头所获取的图像。

第四方面，本发明实施例还提供了一种图像矫正装置，包括：判断装置，用于判断镜头当前所处场景；调用装置，用于根据镜头当前所处的场景，调用对应的畸变参数到矫正算法；矫正装置，用于使用所述矫正算法处理镜头所获取的图像。

第五方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述第一方面或第一方面任一实现方式所述的图像矫正方法。

第六方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述第三方面所述的图像矫正方法。

第七方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述第一方面或第一方面任一实现方式所述的图像矫正方法。

第八方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述第三方面所述的图像矫正方法。

本发明实施例提供的图像矫正方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，能够根据摄像头所处场景的不同自动调用不同的畸变矫正算法或者调用不同的畸变参数到矫正算法中，以适应摄像头在不同场景中产生的不同畸变，大大提高了摄像头的通用性和便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种图像矫正流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种图像矫正流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种图像矫正装置程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种图像矫正装置示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供了一种图像矫正方法，该方法运行在摄像头的控制芯片中(例如，摄像头自身的控制芯片或者外部的控制芯片)，该方法包括：

S101，判断镜头当前所处场景。

在一种常见的应用环境中，镜头可以处于空气场景、水下场景或者半空气半水场景中。

在一种实施例中，镜头包括导电外壳，可以当初入水传感器，当导电外壳接触到水，判断电路闭路，判断镜头位于水下，当导电外壳未接触水，判断电路开路，判断镜头位于空气中。

在另外一个实施例中，为了判断更为准确，在镜头外壳的顶部设置顶端传感器，当顶端传感器接触到水时，判断电路闭路，判断镜头位于水下，当顶端传感器未接触到水时，判断电路开路，判断镜头位于空气中。传感器设置在外壳的顶端，只有当镜头完全没入水中，顶端传感器才接触到水，这样会使场景的判断更加准确。

在另外一个实施例中，除了在外壳的顶部设置顶端传感器外，在外壳的中部还设置中部传感器，当中部传感器接触到水时，判断所述镜头的一部分位于水下，一部分位于空气中，该实施例对应于一些特殊的拍摄环境，比如需要同时拍一个物体的水下部分和水上部分，或者需要同时拍摄水上的物体和水下的物体。在外壳中部设置中部传感器，可以使场景的判断更加精确，可以判断出场景切换的中间状态。

虽然在本实施例中，仅描述了水中和空气中两种状态，但是可以理解的是，场景可以有很多种，并不局限于空气中和水中。

S102，根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

在不同的介质中，图像的畸变量是不同的，在一个实施例中，针对不同的场景，设置了不同的矫正算法。当镜头处于空气中时，调用第一矫正算法处理镜头所获取的图像；当镜头处于水中时，调用第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

当镜头处于水中和空气中之间时，同时调用第一矫正算法和第二矫正算法处理镜头所获取的图像。所述图像被分为空气中的部分和水中的部分，使用第一矫正算法处理空气中的部分，使用第二矫正算法处理水中的部分，并将处理后的空气中的部分和处理后的水中的部分合并为处理后的图像。

在一个实施例中，在调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像之前，还可以判断镜头拍摄的目标物体所处的场景；结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。该实施例针对摄像头从一个场景拍摄另外一个场景中的物体的情况，比如从水面之上拍摄水下的物体，或者从水下拍摄水面之上的物体。具体的，当镜头处于空气中，且目标物体位于空气中时，调用第一矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于水中，且目标物体位于水中时，调用第二矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于空气中，且目标物体位于水中时，调用第三矫正算法处理镜头所拍摄的图像；当镜头处于水中，且目标物体位于空气中时，调用第四矫正算法处理镜头所拍摄的图像。在一个实施例中，判断目标物体所处的场景，可以使用镜头所处位置以及拍摄角度来判断，具体的，如果判断镜头在水面之上，且镜头拍摄的方向与水面的夹角大于45°，则判断目标物体位于水面以下；如果判断镜头在水面以下深度不超过0.1米切镜头拍摄的方向与水面的夹角大于45°，则判断目标物体位于水面以上。可以理解的是，上述判断目标物体位置的方法仅为示例，现有技术中任何判断目标物体位置的方法都可以使用到该实施例中。

所述第一矫正算法、第二矫正算法、第三矫正算法和第四矫正算法是不同的算法，其中第一矫正算法更适宜处理图像在空气介质中的畸变，第二矫正算法更适宜处理图像在水介质中的畸变，第三矫正算法更适合从空气中拍摄水中物体的畸变矫正，第四矫正算法更适合从水中拍摄空气中的物体的畸变矫正。

所述第一矫正算法、第二矫正算法、第三矫正算法和第四矫正算法也可以是设置了不同参数的同一种算法，系统中预先设置了四个用不同参数设置好的同种算法，根据场景的不同自动切换对应的算法。需要说明书的是，本发明并不限定所使用的矫正算法，任何适用的矫正算法均可以引用到本发明中，如网格模板矫正算法、同心圆模板矫正算法、角点检测算法等等，本发明不做限制。

参见图2，为本发明实施例提供的另一种图像矫正方法，该方法运行在摄像头的控制芯片中(例如，摄像头自身的控制芯片或者外部的控制芯片)，该方法包括：

S201，判断镜头当前所处场景；

该判断步骤的具体实施方式参见S101中的实施方式，在此不再赘述。

S202，根据镜头当前所处的场景，调用对应的畸变参数到矫正算法；

在本实施例中，只使用一种矫正算法，对应每种不同的应用场景预设不同的畸变参数，所述畸变参数是矫正算法中所使用的参数，以调节算法的矫正效果。在一个实施例中，所述畸变参数是通过机器学习，通过大量的同场景图像矫正结果而得来的，以适合该场景下的图像畸变矫正。

S203，使用所述矫正算法处理镜头所获取的图像。

该步骤的具体实施方式参见S202中的实施方式，在此不再赘述。

图2的实施例与图1的实施例，区别仅在于图1的实施例直接使用设置好参数的算法，而图2中的实施例使用预先设置好的畸变参数来实时设置矫正算法。

在一个实施例中，用户根据矫正的效果手动调节畸变参数，以调整预设的畸变参数；在一个实施例中，用户仅仅反馈矫正的结果是否符合预期，如果不符合预期，则机器学习算法自动调节畸变参数，再次呈现矫正结果，如此反复，直至矫正效果符合预期。

参见图3，本发明实施例提供了一种图像矫正装置，包括：

第一判断装置301，用于判断镜头当前所处场景；

判断场景的具体实施方式与步骤S101中相同，在此不再赘述；

矫正装置302，用于根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

矫正的具体实施方式与步骤S102中相同，在此不再赘述。

进一步的，该实施例中的图像矫正装置，还包括：

第二判断装置303，用于判断镜头拍摄的目标物体所处的场景；

所述矫正装置，结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

第二判断装置判断目标物体所处场景的具体方式与步骤S102中的响应描述相同，在此不再赘述。

参见图4，本发明实施例提供了另一种图像矫正装置，包括：

判断装置401，用于判断镜头当前所处场景；

调用装置402，用于根据镜头当前所处的场景，调用对应的畸变参数到矫正算法；

矫正装置403，用于使用所述矫正算法处理镜头所获取的图像。

上述装置401，402和403执行具体功能时的实施方式与步骤S201，S202和S203中实施方式相同，在此不再赘述。

除此之外，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行前述实施例或实施方式所述的图像矫正方法。

除此之外，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行前述实施例或实施方式所述的图像矫正方法。

参见图5，图5示出了本发明实施例提供的电子设备50的结构示意图，电子设备50包括至少一个处理器501(例如CPU)，至少一个输入输出接口504，存储器502，和至少一个通信总线503，用于实现这些部件之间的连接通信。至少一个处理器501用于执行存储器502中存储的可执行模块，例如计算机程序。存储器502为非暂态存储器(non-transitorymemory)，其可以包含易失性存储器，例如高速随机存取存储器(RAM：Random AccessMemory)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个输入输出接口504(可以是有线或者无线通信接口)实现与至少一个其他网元之间的通信连接。

在一些实施方式中，存储器502存储了程序5021，处理器501执行程序5021，用于执行前述任一基于电子设备的基于引证关系的数据处理方法的实施例。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将

一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些。

实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种图像矫正方法，其特征在于，包括：

判断镜头当前所处场景；

根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

2.如权利要求1所述的图像矫正方法，其特征在于：

当镜头处于第一场景中，调用第一矫正算法处理镜头所获取的图像；

当镜头处于第二场景中，调用第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

3.如权利要求1所述的图像矫正方法，其特征在于：

当镜头处于第一场景和第二场景之间时，同时调用第一矫正算法和第二矫正算法处理镜头所获取的图像。

4.如权利要求3所述的图像矫正方法，其特征在于：

所述图像分为第一场景部分和第二场景部分，使用第一矫正算法处理第一场景部分，使用第二矫正算法处理第二场景部分，并将处理后的第一场景部分和处理后的第二场景部分合并为处理后的图像。

5.如权利要求1所述的图像矫正方法，其特征在于：

在调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像之前，还包括：

判断镜头拍摄的目标物体所处的场景；

结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。

6.如权利要求5所述的图像矫正方法，其特征在于：

根据镜头所处位置以及拍摄角度来判断目标物体所处的场景。

7.如权利要求5所述的图像矫正方法，所述结合镜头当前所处的场景以及目标物体所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像，包括：

当镜头处于第一场景，且目标物体位于第一场景中时，调用第一矫正算法处理镜头所拍摄的图像；

当镜头处于第二场景，且目标物体位于第二场景中时，调用第二矫正算法处理镜头所拍摄的图像；

当镜头处于第一场景，且目标物体位于第二场景中时，调用第三矫正算法处理镜头所拍摄的图像；

当镜头处于第二场景，且目标物体位于第一场景中时，调用第四矫正算法处理镜头所拍摄的图像。

8.如权利要求1所述的图像矫正方法，所述镜头包括外壳，所述判断镜头当前所处场景包括：

当外壳接触到水时，判断镜头位于水下；

当外壳未接触水时，判断镜头位于空气中。

9.如权利要求8所述的图像矫正方法，其特征在于：

所述外壳的顶端设置有顶端传感器，当顶端传感器接触到水时，判断镜头位于水下；当顶端传感器未接触到水时，判断镜头位于空气中。

10.一种图像矫正装置，其特征在于，包括：

第一判断装置，用于判断镜头当前所处场景；

矫正装置，用于根据镜头当前所处的场景，调用对应的矫正算法处理镜头所获取的图像。