CN109544458A - 鱼眼图像校正方法、装置及其存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种鱼眼图像校正方法、装置及其存储介质，包括：确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据该半球面建立空间直角坐标系；在该空间直角坐标系中生成用于校正该半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，该第一空间点为该鱼眼图像的像素点在该半球面上的映射点；将该第一空间点根据预设映射关系映射到该旋转表面上，该第一空间点在该旋转表面上的映射点为第二空间点，确定该第二空间点的第二坐标；将该第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据该第二坐标确定该图像平面的像素点的第三坐标，根据该第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

Description

鱼眼图像校正方法、装置及其存储介质

技术领域

本公开涉及鱼眼图像校正技术，尤其涉及鱼眼图像校正方法、装置及其存储介质。

背景技术

鱼眼镜头是一种短焦距的广角镜头，它的镜头采用了类球形结构，其最大的特点是视角范围大，通常接近或等于180°。但是鱼眼镜头的大视角是以牺牲图像的直观性为代价的，所以用鱼眼镜头拍摄的图像都存在着很大程度的畸变，会使人眼观察感到一些不适应，例如“桶形畸变”。

现有技术中，现有鱼眼图像的校正方法包括基于鱼眼镜头标定的校正方法，该方法需要事先用实体摄像机拍摄特定的棋盘图像，然后用相关标定算法计算出镜头的内外参数，依据摄像机内部参数和鱼眼镜头的等矩投影原理，构建虚拟成像面，推导出鱼眼图像变形点和理想成像点之间的数学映射关系，但是该方法比较复杂，处理的过程比较耗时。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种鱼眼图像校正方法、装置及其存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种鱼眼图像校正方法，包括：确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据所述半球面建立空间直角坐标系；

在所述空间直角坐标系中生成用于校正所述半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，所述第一空间点为所述鱼眼图像的像素点在所述半球面上的映射点；

将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，所述第一空间点在所述旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定所述第二空间点的第二坐标；

将所述第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据所述第二坐标确定所述图像平面的像素点的第三坐标，根据所述第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

可选地，所述第一坐标和所述第二坐标的表示形式包括球坐标系，所述球坐标系包括径向距离、极角和方位角；所述将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，所述第一空间点在所述旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定所述第二空间点的第二坐标包括：所述第二坐标的极角和方位角分别与所述第一坐标的极角和方位角相同；根据所述旋转表面的旋转半径确定所述第二坐标的径向距离。

可选地，在所述空间直角坐标系中，原点表示为o，所述半球面上的第一空间点的第一坐标表示为其中，r表示所述第一空间点的径向距离，θ_p表示所述第一空间点的极角，φ_p表示所述第一空间点的方位角，所述旋转表面上第二空间点为p，所述将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，包括：连接点原点o和第一空间点得到线段并将延长所述线段交于旋转表面的点确定为第二空间点p。

可选地，在所述空间直角坐标系中，所述图像平面垂直于z轴，所述将所述第二坐标按照预设投影方法投影到图像平面上包括：以z轴负半轴上的一点n(0,0，-d)为投影中心，连接投影中心n和所述旋转表面上的第二空间点p得到线段np，延长所述线段np交于所述图像平面上的点确定为所述像素点。

可选地，所述图像平面的像素点的极坐标表示为其中，表示所述像素点的半径，表示所述像素点的极角，所述旋转表面第二空间点p表示为p(r_p,θ_p,φ_p)，r_p表示所述第二空间点的径向距离，θ_p表示所述第二空间点的极角，φ_p表示所述第二空间点的方位角，

所述根据所述第二坐标确定所述图像平面的像素点的第三坐标包括：

在所述图像平面位于所述空间直角坐标系的z＝1时，所述像素点的半径表示为：

其中，d表示n(0,0，-d)到原点的距离。

可选地，所述在所述空间直角坐标系中生成用于校正所述半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面包括：在所述空间直角坐标系中，以xz平面上一封闭的剖面曲线为旋转曲线，所述旋转曲线围绕旋转中心z轴，并沿着xy平面上的轨迹曲线旋转一周，得到所述旋转表面。

可选地，在所述剖面曲线包括以原点为圆心的单位半圆，所述轨迹曲线包括圆角矩形时，所述旋转表面由尺度变化的椭圆弧形成；

在所述椭圆弧上的第二空间点p表示为(cosα_p,asinα_p)时，所述根据所述旋转表面的旋转半径确定所述第二坐标的径向距离包括：

其中，r_p表示所述第二空间点的径向距离，R(θ_p)表示所述旋转表面的旋转半径，α_p为椭圆弧参数，tanα_p＝R(θ_p)^-1tanφ_p。

可选地，所述图像平面的像素点的半径包括：

根据本公开实施例的第二方面，提供一种鱼眼图像校正装置，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据所述半球面建立空间直角坐标系；在所述空间直角坐标系中生成用于校正所述半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，所述第一空间点为所述鱼眼图像的像素点在所述半球面上的映射点；将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，所述第一空间点在所述旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定所述第二空间点的第二坐标；将所述第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据所述第二坐标确定所述图像平面的像素点的第三坐标，根据所述第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现本公开第一方面所述方法的步骤。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：将鱼眼图像转换为鱼眼镜头在成像时对应的半球面，通过将半球面上的第一空间点映射在旋转表面上，通过对第一坐标的校正实现对第一空间点校正的目的，进而去除第一空间点的畸变特性。然后，再通过将旋转表面上的第二空间点投影在图像平面上，并确定出图像平面上像素点的第三坐标，根据该第三坐标确定出校正后的鱼眼图像，该方案操作简单，校正效率高，同时能够很好的保护鱼眼图像的局部图像，减小鱼眼图像校正后的失真。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种空间直角坐标系上的空间点坐标的表示示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种鱼眼图像校正方法的流程图；

图3是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正示意图；

图7是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正示意图；

图8是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正装置的结构图；

图9是根据一示例性实施例示出的鱼眼图像校正处理装置的硬件结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了便于对本公开的内容进行理解，在对本发明的内容进行说明之前，首先对鱼眼图像成像的基本原理进行简要说明。

如图1所示，建立空间直角坐标系，单位球面位于直角坐标系中，球心位于坐标原点，鱼眼镜头的凝视方向为z轴正方向。那么位于球面上的任一点p可通过球坐标系的方式表示，即p(r,θ,φ)，其中，r表示径向距离，θ表示极角，φ表示方位角。具体地，做p点在xy平面上的正投影p′，连接op′，则op′与x轴正方向的夹角θ即为极角，op′的线段长度为径向距离，op与z轴正方向的夹角即为方位角。

在鱼眼镜头生产过程中，往往是按照事先设计好的模型进行制造，常见的成像模型有：透视投影模型(perspective projection)、立体投影模型(stereographicprojection)、等距投影(equidistant projection)、正弦投影(sine-law projection)以及等立体角投影(equi-solid angle projection)。

不同的成像模型，径向距离和方位角的关系不同，对应于上述不同的成像模型，径向距离和方位角的关系包括(其中，k是比例因子)：

通常人视觉看到的鱼眼图像是二维的图像平面，但其实鱼眼镜头是近似于球形的，该图像平面上的像素点在鱼眼镜头中对应的是三维空间内的空间点，鱼眼镜头在成像时，将三维空间内的每一空间点通过成像模型映射到图像平面上，因此我们看到的鱼眼图像是二维的。且上述过程是可逆的，也就是说，可以通过图像平面上的像素点的参数确定出鱼眼镜头成像时的三维空间内空间点的参数，这一理论为校正鱼眼图像提供了可靠的依据。

通常将该鱼眼镜头成像的三维空间等效为半球面，为简化对鱼眼成像的过程的分析和计算，该三维空间可等效为单位半球面。

基于上述理论，本公开提供一种鱼眼图像校正方法、装置及其存储介质，将鱼眼图像转换为鱼眼镜头在成像时对应的半球面，通过将半球面上的第一空间点映射在旋转表面上，通过对第一坐标的校正实现对第一空间点校正的目的，进而去除第一空间点的畸变特性。然后，再通过将旋转表面上的第二空间点投影在图像平面上，并确定出图像平面上像素点的第三坐标，根据该第三坐标确定出校正后的鱼眼图像，该方案操作简单、校正效率高，同时能够很好的保护鱼眼图像的局部图像，减小鱼眼图像校正后的失真。

下面通过具体的实施例，对本公开的内容进行详细说明。

图2是根据一示例性实施例示出的一种鱼眼图像校正方法的流程图，如图2所示，该图像校正方法用于终端中，该终端可包括手机、平板电脑、笔记本等，该图像校正方法包括以下步骤。

S201，确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据该半球面建立空间直角坐标系。

该半球面为鱼眼镜头成像时的三维空间，根据鱼眼图像确定鱼眼镜头成像时的半球面，为鱼眼镜头成像的逆运算，即从鱼眼图像的各像素点的参数逆推鱼眼镜头成像时的半球面中各空间点的参数。

在根据该半球面建立空间直角坐标系时，可以该半球面的球心为坐标原点，鱼眼镜头的凝视方向为z轴正向。为简化鱼眼图像校正的复杂性，该半球面可简化为单位半球面。

S202，在该空间直角坐标系中生成用于校正该半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，该第一空间点为该鱼眼图像的像素点在该半球面上的映射点。

在通过上述步骤，将鱼眼图像转换为鱼眼镜头成像的半球面时，由于鱼眼图像本身的畸变特性，使得半球面上的第一空间点也具有图像的畸变特性，因此，在本步骤中，通过旋转表面对第一坐标进行校正，以实现对第一空间点校正的目的，消除第一空间点的图像的畸变特性。

在本步骤中，一种实现方式是，在该空间直角坐标系中，以xz平面上一封闭的剖面曲线为旋转曲线，该旋转曲线围绕旋转中心z轴，并沿着xy平面上的轨迹曲线旋转一周，得到该旋转表面。

示例地，如图3所示，该剖面曲线包括以原点为圆心的单位半圆，该轨迹曲线包括圆角矩形，将该单位半圆绕着z轴为中心，并沿着圆角矩形旋转一周，得到旋转表面。

S203，将该第一空间点根据预设映射关系映射到该旋转表面上，该第一空间点在该旋转表面上的映射点为第二空间点，确定该第二空间点的第二坐标。

其中，该第二坐标以及上文中的第一坐标的表示形式可包括球坐标系，该球坐标系包括径向距离、极角和方位角，在本步骤中一种可能的实现方式是，在根据预设映射关系将第一空间点映射到旋转表面上后，第二空间点的第二坐标的极角和方位角分别与该第一坐标的极角和方位角相同。

示例地，参照图4，在该空间直角坐标系中，原点表示为o，该半球面上的第一空间点的第一坐标表示为其中，r表示该第一空间点的径向距离，θ_p表示该第一空间点的极角，φ_p表示该第一空间点的方位角，该旋转表面上第二空间点为p，在本步骤中一种可实现的方式包括：

连接点原点o和第一空间点得到线段并将延长该线段交于旋转表面的点确定为第二空间点p。校正后得到的第二空间点p不具有图像的畸变特性，该方法能够很好的保护鱼眼图像中的局部图像，减小鱼眼图像校正后的失真，还能够有效地保护人眼敏感的直线。

该第二空间点的径向距离可由旋转表面的旋转半径确定。

示例地，继续假设剖面曲线包括以原点为圆心的单位半圆，该轨迹曲线包括圆角矩形，若旋转表面上第二空间点p以球坐标系的形式表示为p(r_p,θ_p,φ_p)，r_p表示该第二空间点的径向距离，θ_p表示该第二空间点的极角，φ_p表示该第二空间点的方位角，则旋转表面的旋转半径r_p为是R(θ_p)函数，R(θ_p)为参数θ_p的函数，它是表示单位半圆在沿着圆角矩形旋转时的尺度缩放函数，其尺度变化量可表示为[cosθ_p,sinθ_p,0]^T，由于单位半圆在旋转时，与z轴的交点不会发生变化，那么尺度变化的圆弧就会变为椭圆弧，且总是过点(0,0,1)，则可得到椭圆弧的两个半径分别是R(θ_p)和1。

参照图5，在确定椭圆弧的两个半径分别是R(θ_p)和1时，若椭圆弧上第二空间点p表示为(cosα_p,asinα_p)，则可以求出第二空间点p的径向距离：

其中，α_p为椭圆弧参数，tanα_p＝R(θ_p)^-1tanφ_p，a＝R(θ_p)。

需要说明的是，本实施例中的轨迹曲线包括但不限于圆角矩形，还可以包括矩形等。

S204、将该第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据该第二坐标确定该图像平面的像素点的第三坐标，根据该第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

其中，该图像平面为鱼眼图像成像的二维平面，人眼看到的鱼眼图像为二维的图像平面，旋转表面上的第二空间点为三维的，因此，在将第二空间点进行校正后，需要将第二空间点投影到图像平面上，以得到校正后的鱼眼图像。

在本实施例中，一种可能的实现方式是，如图6所示，在该空间直角坐标系中，以z轴负半轴上的一点n(0,0,-d)为投影中心，连接投影中心n和第二空间点p得到线段np，延长该线段np交于该图像平面上的点确定为该像素点。即图6中的点d为正整数，表示点n到原点的距离。

若第三坐标的表示形式包括极坐标其中，表示该像素点的半径，表示该像素点的极角，该旋转表面的第二空间点p仍表示为p(r_p,θ_p,φ_p)，r_p表示该第二空间点的径向距离，θ_p表示该第二空间点的极角，φ_p表示该第二空间点的方位角，

参考图7，在图像平面位于该空间直角坐标系z＝1时，则根据相似三角形原理，则可计算出像素点的半径

根据上述说明，当r_p表示为下式时：

则像素点的半径表示为：

则根据像素点的坐标便能确定出校正后的鱼眼图像，该过程可采用现有技术中的方法，本公开对此不作限制。

通过该图像校正方法校正鱼眼图像，能够提高鱼眼图像校正的效率，并能够很好的保护图像局部特性，减小鱼眼图像校正后的失真，还能有效保护人眼敏感的直线，如垂直线和水平线。

图8是根据一示例性示出的一种鱼眼图像校正装置的结构图，如图8所示，该校正装置包括：

空间直角坐标系建立模块801，确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据该半球面建立空间直角坐标系；

旋转表面生成模块802，在该空间直角坐标系中生成用于校正该半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，该第一空间点为该鱼眼图像的像素点在该半球面上的映射点；

第一映射模块803，将该第一空间点根据预设映射关系映射到该旋转表面上，该第一空间点在该旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定该第二空间点的第二坐标；

第二映射模块804，将该第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据该第二坐标确定该图像平面的像素点的第三坐标，根据该第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

可选地，该第一坐标和该第二坐标的表示形式包括球坐标系，该球坐标系包括径向距离、极角和方位角；该第一映射模块803，该第二坐标的极角和方位角分别与该第一坐标的极角和方位角相同；根据该旋转表面的旋转半径确定该第二坐标的径向距离。

可选地，在该空间直角坐标系中，原点表示为o，该半球面上的第一空间点的第一坐标表示为其中，r表示该第一空间点的径向距离，θ_p表示该第一空间点的极角，φ_p表示该第一空间点的方位角，该旋转表面上第二空间点为p，该第一映射模块803包括：连接点原点o和第一空间点得到线段并将延长该线段交于旋转表面的点确定为第二空间点p。

可选地，在该空间直角坐标系中，该图像平面垂直于z轴，该第二映射模块804包括：以z轴负半轴上的一点n(0,0，-d)为投影中心，连接投影中心n和该旋转表面上的第二空间点p得到线段np，延长该线段np交于该图像平面上的点确定为该像素点。

可选地，该图像平面的像素点的极坐标表示为其中，表示该像素点的半径，表示该像素点的极角，该旋转表面第二空间点p表示为p(r_p,θ_p,φ_p)，r_p表示该第二空间点的径向距离，θ_p表示该第二空间点的极角，φ_p表示该第二空间点的方位角，

该第二映射模块804包括：在该图像平面位于该空间直角坐标系的z＝1时，该像素点的半径表示为：

其中，d表示n(0,0，-d)到原点的距离。

可选地，该旋转表面生成模块802包括：在该空间直角坐标系中，以xz平面上一封闭的剖面曲线为旋转曲线，该旋转曲线围绕旋转中心z轴，并沿着xy平面上的轨迹曲线旋转一周，得到该旋转表面。

可选地，在该剖面曲线包括以原点为圆心的单位半圆，该轨迹曲线包括圆角矩形时，该旋转表面由尺度变化的椭圆弧形成；

在该椭圆弧上的第二空间点p表示为(cosα_p,asinα_p)时，该根据该旋转表面的旋转半径确定该第二坐标的径向距离包括：

其中，r_p表示该第二空间点的径向距离，R(θ_p)表示该旋转表面的旋转半径，α_p为椭圆弧参数，tanα_p＝R(θ_p)^-1tanφ_p。

可选地，该图像平面的像素点的半径包括：

图9是根据一示例性实施例示出的一种用于鱼眼图像校正装置900的框图。例如，装置900可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图9，装置900可以包括以下一个或多个组件：处理组件901，存储器902，电力组件903，多媒体组件904，音频组件905，输入/输出(I/O)接口906，传感器组件907，以及通信组件908。

处理组件902通常控制装置900的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件901可以包括一个或多个处理器909来执行指令，以完成上述鱼眼图像校正方法的全部或部分步骤。此外，处理组件901可以包括一个或多个模块，便于处理组件901和其他组件之间的交互。例如，处理组件901可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件904和处理组件901之间的交互。

存储器902被配置为存储各种类型的数据以支持在装置900的操作。这些数据的示例包括用于在装置900上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器902可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电力组件903为装置900的各种组件提供电力。电力组件903可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置900生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件904包括在该装置900和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。该触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与该触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件904包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置900处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件905被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件905包括一个麦克风(MIC)，当装置900处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器902或经由通信组件908发送。在一些实施例中，音频组件905还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口906为处理组件901和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件907包括一个或多个传感器，用于为装置900提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件907可以检测到装置900的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如该组件为装置900的显示器和小键盘，传感器组件907还可以检测装置900或装置900一个组件的位置改变，用户与装置900接触的存在或不存在，装置900方位或加速/减速和装置900的温度变化。传感器组件907可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件907还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件907还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件908被配置为便于装置900和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置900可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件908经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，该通信组件908还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置900可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述鱼眼图像校正方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器902，上述指令可由装置900的处理器909执行以完成上述鱼眼图像校正方法。例如，该非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种鱼眼图像校正方法，其特征在于，包括：

确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据所述半球面建立空间直角坐标系；

在所述空间直角坐标系中生成用于校正所述半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，所述第一空间点为所述鱼眼图像的像素点在所述半球面上的映射点；

将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，所述第一空间点在所述旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定所述第二空间点的第二坐标；

将所述第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据所述第二坐标确定所述图像平面的像素点的第三坐标，根据所述第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

2.根据权利要求1所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，所述第一坐标和所述第二坐标的表示形式包括球坐标系，所述球坐标系包括径向距离、极角和方位角；

所述将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，所述第一空间点在所述旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定所述第二空间点的第二坐标包括：

所述第二坐标的极角和方位角分别与所述第一坐标的极角和方位角相同；

根据所述旋转表面的旋转半径确定所述第二坐标的径向距离。

3.根据权利要求2所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，在所述空间直角坐标系中，原点表示为o，所述半球面上的第一空间点的第一坐标表示为其中，r表示所述第一空间点的径向距离，θ_p表示所述第一空间点的极角，φ_p表示所述第一空间点的方位角，所述旋转表面上第二空间点为p，所述将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，包括：

连接点原点o和第一空间点得到线段并将延长所述线段交于旋转表面的点确定为第二空间点p。

4.根据权利要求3所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，在所述空间直角坐标系中，所述图像平面垂直于z轴，所述将所述第二坐标按照预设投影方法投影到图像平面上包括：

以z轴负半轴上的一点n(0,0，-d)为投影中心，连接投影中心n和所述旋转表面上的第二空间点p得到线段np，延长所述线段np交于所述图像平面上的点确定为所述像素点。

5.根据权利要求4所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，所述图像平面的像素点的极坐标表示为其中，表示所述像素点的半径，表示所述像素点的极角，所述旋转表面第二空间点p表示为p(r_p,θ_p,φ_p)，r_p表示所述第二空间点的径向距离，θ_p表示所述第二空间点的极角，φ_p表示所述第二空间点的方位角，

所述根据所述第二坐标确定所述图像平面的像素点的第三坐标包括：

在所述图像平面位于所述空间直角坐标系的z＝1时，所述像素点的半径表示为：

其中，d表示n(0,0，-d)到原点的距离。

6.根据权利要求5所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，所述在所述空间直角坐标系中生成用于校正所述半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面包括：

在所述空间直角坐标系中，以xz平面上一封闭的剖面曲线为旋转曲线，所述旋转曲线围绕旋转中心z轴，并沿着xy平面上的轨迹曲线旋转一周，得到所述旋转表面。

7.根据权利要求6所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，在所述剖面曲线包括以原点为圆心的单位半圆，所述轨迹曲线包括圆角矩形时，所述旋转表面由尺度变化的椭圆弧形成；

在所述椭圆弧上的第二空间点p表示为(cosα_p,asinα_p)时，所述根据所述旋转表面的旋转半径确定所述第二坐标的径向距离包括：

其中，r_p表示所述第二空间点的径向距离，R(θ_p)表示所述旋转表面的旋转半径，α_p为椭圆弧参数，tanα_p＝R(θ_p)^-1tanφ_p。

8.根据权利要求7所述的鱼眼图像校正方法，其特征在于，所述图像平面的像素点的半径包括：

9.一种鱼眼图像校正装置，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：确定鱼眼图像在鱼眼镜头成像时的半球面，并根据所述半球面建立空间直角坐标系；在所述空间直角坐标系中生成用于校正所述半球面上第一空间点的第一坐标的旋转表面，所述第一空间点为所述鱼眼图像的像素点在所述半球面上的映射点；将所述第一空间点根据预设映射关系映射到所述旋转表面上，所述第一空间点在所述旋转表面上的映射点为第二空间点，并确定所述第二空间点的第二坐标；将所述第二空间点按照预设投影方法投影到图像平面上，并根据所述第二坐标确定所述图像平面的像素点的第三坐标，根据所述第三坐标确定校正后的鱼眼图像。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。