CN109615586B - 红外图像畸变矫正算法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种红外图像畸变矫正算法，本发明的目的是将变形图像矫正到正常形状显示，矫正的方法为预先取得图像中每个像元的矫正参数Slop表，在图像显示时对每个像元进行矫正计算取得正常显示图像。本发明解决了短焦距和图像畸变的矛盾，具有在短距离红外成像应用下，也能够方便容易解决图像畸变问题的特点。

Description

红外图像畸变矫正算法
技术领域
本发明涉及红外热成像技术领域，尤其是涉及一种在短距离红外成像应用下，能够方便容易解决图像畸变问题的红外图像畸变矫正算法。
背景技术
红外热成像系统中，针对短距离成像应用需求，要求红外光学镜头的焦距越短越好，但光学设计中随着焦距的减小，光学成像中心区域以外四周区域光路减小成像畸变的设计难度也会相应提高。红外图像畸变是指红外图像显示时没有按照被照射物体的形状显示，特别是在图像的四周，为类木桶形状。因此，设计一种在短距离红外成像应用下，能够方便容易解决图像畸变问题的红外图像畸变矫正算法，就显得十分必要。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，在红外热成像系统中，光学设计随着焦距的减小，光学成像中心区域以外四周区域光路减小成像畸变的设计难度越大的问题，提供了一种在短距离红外成像应用下，能够方便容易解决图像畸变问题的红外图像畸变矫正算法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种红外图像畸变矫正算法，包括如下步骤：
(1-1)准备红外检测靶；
(1-2)将待矫正的红外热像仪的探测器正对着红外检测靶
待矫正的红外热像仪与红外检测靶的距离，满足红外检测靶在红外热像仪上显示的画面占总显示面的90％-100％之间；
(1-3)采集一帧红外检测靶的红外热图pic0；
(1-4)计算Slop矫正参数表；
(1-5)将Slop矫正参数按照矫正算法公式r0＝Slop×r1，应用到每次采集的图像中，在图像显示时进行矫正计算，取得正常显示图像
每幅图像中包括若干个像元，对于任一像元P，无畸变情况下的位置为P0(x0，y0)，P0到轴心距离为r0；畸变后的位置为P1(x1，y1)，P1到轴心距离为r1。
本发明的目的是将变形图像矫正到正常形状显示，矫正的方法为预先取得图像中每个像元的矫正参数Slop表，在图像显示时对每个像元进行矫正计算取得正常显示图像。本发明具有在短距离红外成像应用下，也能够方便容易解决图像畸变问题的特点。
作为优选，红外检测靶呈矩形，红外检测靶的长宽比为红外热像仪像素的长宽比。选用的红外检测靶的长宽比与红外热像仪像素的长宽比相等，是为了更好的采集红外检测靶的红外热图。
作为优选，红外检测靶上设有9个钻孔，各个钻孔的直径为红外检测靶宽度的0.01倍，9个钻孔的位置分别按左上、上、右上、左、中、右、左下、下和右下位置在红外检测靶上均匀分布。所述红外检测靶的结构设计，方便进行矫正参数表Slop的计算。
作为优选，计算Slop矫正参数表，还包括如下步骤：
(1-4-1)将采集的一帧红外检测靶的红外热图pic0的中心点设为P6，以中心点P6为界，将红外热图pic0均匀划分为左上、左下、右上和右下4个区域；
(1-4-2)对每个区域中显示变形点Pi'和未变形位置Pi；
(1-4-3)计算变形点Pi'与P6的距离Di'_6和未变形点Pi与P6距离Di_6；
(1-4-4)计算出最大的变形比例系数Di'_6/Di_6；
(1-4-5)根据变形比例系数，计算每个区域中每个点的矫正系数Slop。
作为优选，红外检测靶采用厚度为2mm的黑色氧化铝板。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)在短距离红外成像应用下，也能够方便容易解决图像畸变问题，解决短焦距和图像畸变的矛盾；(2)通过预先取得图像中每个像元的矫正参数Slop表，在图像显示时对每个像元进行矫正计算取得正常显示图像，简便方便。
附图说明
图1是本发明的一种流程图；
图2是本发明的一种红外检测靶成像图；
图3是本发明的一种红外检测靶在红外热像仪中的成像图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述：
如图1所示的一种红外图像畸变矫正算法，包括如下步骤：
步骤100，准备红外检测靶；
步骤200，将待矫正的红外热像仪的探测器正对着红外检测靶
待矫正的红外热像仪与红外检测靶的距离，满足红外检测靶在红外热像仪上显示的画面占总显示面的90％-100％之间；
步骤300，采集一帧红外检测靶的红外热图pic0；
步骤400，计算Slop矫正参数表；
步骤500，将Slop矫正参数按照矫正算法公式r0＝Slop×r1，应用到每次采集的图像中，在图像显示时进行矫正计算，取得正常显示图像
每幅图像中包括若干个像元，对于任一像元P，无畸变情况下的位置为P0(x0，y0)，P0到轴心距离为r0；畸变后的位置为P1(x1，y1)，P1到轴心距离为r1。
如图2所示，红外检测靶上设有9个钻孔，各个钻孔的直径为红外检测靶宽度的0.01倍，9个钻孔的位置分别按左上P1、上P2、右上P3、左P4、中P5、右P6、左下P7、下P8和右下P9位置在红外检测靶上均匀分布。所述红外检测靶的结构设计，方便进行矫正参数表Slop的计算。
另外，红外检测靶采用厚度为2mm的黑色氧化铝板。
如图3所示，步骤400，计算Slop矫正参数表还包括如下步骤：
步骤410，将采集的一帧红外检测靶的红外热图pic0的中心点设为P6，以中心点P6为界，将红外热图pic0均匀划分为4个区域：(P1'、P2、P4、P6)、(P2、P3'、P6、P7)、(P9、P10'、P6、P7)、(P8'、P9、P4、P6)4个区域；
步骤420，对每个区域中显示变形点Pi'和未变形位置Pi；
步骤430，计算变形点Pi'与P6的距离Di'_6和未变形点Pi与P6距离Di_6；
步骤440，计算出最大的变形比例系数Di'_6/Di_6；
步骤450，根据变形比例系数，计算每个区域中每个点的矫正系数Slop。
应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种红外图像畸变矫正算法，其特征是，包括如下步骤：
(1-1)准备红外检测靶；
(1-2)将待矫正的红外热像仪的探测器正对着红外检测靶
待矫正的红外热像仪与红外检测靶的距离，满足红外检测靶在红外热像仪上显示的画面占总显示面的90％-100％之间；
(1-3)采集一帧红外检测靶的红外热图pic0；
(1-4)计算Slop矫正参数表；包括如下步骤：
(1-4-1)将采集的一帧红外检测靶的红外热图pic0的中心点设为P6，以中心点P6为界，将红外热图pic0均匀划分为左上、左下、右上和右下4个区域；
(1-4-2)对每个区域中显示变形点Pi'和未变形位置Pi；
(1-4-3)计算变形点Pi'与P6的距离Di'_6和未变形点Pi与P6距离Di_6；
(1-4-4)计算出最大的变形比例系数Di'_6/Di_6；
(1-4-5)根据变形比例系数，计算每个区域中每个点的矫正系数Slop；
(1-5)将Slop矫正参数按照矫正算法公式r0＝Slop×r1，应用到每次采集的图像中，在图像显示时进行矫正计算，取得正常显示图像
每幅图像中包括若干个像元，对于任一像元P，无畸变情况下的位置为P0(x0，y0)，P0到轴心距离为r0；畸变后的位置为P1(x1，y1)，P1到轴心距离为r1。
2.根据权利要求1所述的红外图像畸变矫正算法，其特征是，红外检测靶呈矩形，红外检测靶的长宽比为红外热像仪像素的长宽比。
3.根据权利要求1所述的红外图像畸变矫正算法，其特征是，红外检测靶上设有9个钻孔，各个钻孔的直径为红外检测靶宽度的0.01倍，9个钻孔的位置分别按左上、上、右上、左、中、右、左下、下和右下位置在红外检测靶上均匀分布。
4.根据权利要求1或2或3所述的红外图像畸变矫正算法，其特征是，红外检测靶采用厚度为2mm的黑色氧化铝板。
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