CN111353945B - 鱼眼图像校正方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种鱼眼图像校正方法、装置及存储介质，属于图像处理领域。所述方法包括：获取鱼眼图像，鱼眼图像的轮廓为圆形，鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数；基于等距投影模型确定校正投影面，校正投影面包括m个第二像素，m为正整数；根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中每个第二像素对应的第一像素；将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，得到校正图像。本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法可以提高鱼眼图像校正的效率。

Description

鱼眼图像校正方法、装置及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及图像处理领域，特别涉及一种鱼眼图像校正方法、装置及存储介质。

背景技术

当前，鱼眼镜头在人们的日常生活中已经越来越常见了，所谓鱼眼镜头是一种焦距较小，拍摄视角接近或等于180°的广角镜头。鱼眼镜头的拍摄视角虽然较大，但是利用鱼眼镜头拍摄的图像(也可以称为鱼眼图像)却往往有着较为严重的畸变，不符合人眼的观察习惯，因此通常情况下需要对鱼眼图像进行校正。

相关技术中，在对鱼眼图像进行校正时，需要获取该鱼眼镜头的内参数和外参数，并根据该鱼眼镜头的内参数和外参数建立三维空间中的点与鱼眼图像中的点的映射关系，而后，可以根据该映射关系对鱼眼图像进行校正。

然而，实际应用中，不同型号的鱼眼镜头的内参数和外参数通常是不同的，因此，在相关技术中，为了对鱼眼图像进行校正，需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，以获取每一种型号的鱼眼镜头的内参数和外参数，其计算量较为庞大，严重影响了鱼眼图像校正的效率。

发明内容

本申请实施例提供了一种鱼眼图像校正方法、装置及存储介质，能够提高鱼眼图像校正的效率。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种鱼眼图像校正方法，所述方法包括：

获取鱼眼图像，所述鱼眼图像的轮廓为圆形，所述鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数；

基于等距投影模型确定校正投影面，所述校正投影面包括m个第二像素，m为正整数；

根据所述等距投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素；

将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到校正图像。

可选的，所述等距投影模型包括校正半球，所述根据所述校正投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素，包括：

根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素。

可选的，所述等距投影模型包括校正半球，所述校正投影面与目标直线垂直，且，所述校正投影面中的目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离大于或等于所述校正半球的半径；

其中，所述目标第二像素和所述校正半球的球心均位于所述目标直线上。

可选的，所述基于等距投影模型确定校正投影面，包括：

根据所述鱼眼图像中待校正区域的位置和尺寸，基于所述等距投影模型确定所述校正投影面，其中，所述待校正区域的尺寸小于或等于所述鱼眼图像的尺寸；

所述将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到校正图像，包括：

将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到与所述待校正区域对应的所述校正图像。

可选的，所述根据所述鱼眼图像中待校正区域的位置和尺寸，基于所述等距投影模型确定所述校正投影面，包括：

根据所述待校正区域在所述鱼眼图像中的位置，确定所述目标直线与所述校正半球的交点；

根据所述待校正区域的尺寸，确定所述目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离。

可选的，所述校正投影面是边长等于所述校正半球的半径的正方形，所述目标第二像素位于所述校正投影面的对角线的交点处。

可选的，所述等距投影模型的坐标系的原点为所述校正半球的球心，所述等距投影模型的坐标系的z轴与所述校正半球的底面垂直；所述根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素，包括：

对于所述校正投影面中的每个所述第二像素，根据所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，利用目标公式计算与所述第二像素对应的所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系中的坐标值；

所述目标公式为：

其中，x′为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，y′为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值，r为所述校正半球的半径，x为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值，z为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

可选的，所述校正半球的半径与所述鱼眼图像的轮廓的半径相等。

第二方面，提供了一种鱼眼图像校正装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取鱼眼图像，所述鱼眼图像的轮廓为圆形，所述鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数；

第一确定模块，用于基于等距投影模型确定校正投影面，所述校正投影面包括m个第二像素，m为正整数；

第二确定模块，用于根据所述等距投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素；

第二获取模块，用于将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到校正图像。

可选的，所述等距投影模型包括校正半球，所述第二确定模块，用于：

根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素。

可选的，所述等距投影模型包括校正半球，所述校正投影面与目标直线垂直，且，所述校正投影面中的目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离大于或等于所述校正半球的半径；

其中，所述目标第二像素和所述校正半球的球心均位于所述目标直线上。

可选的，所述第一确定模块，用于：

根据所述鱼眼图像中待校正区域的位置和尺寸，基于所述等距投影模型确定所述校正投影面，其中，所述待校正区域的尺寸小于或等于所述鱼眼图像的尺寸；

所述第二获取模块，用于：

将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到与所述待校正区域对应的所述校正图像。

可选的，所述第一确定模块，用于：

根据所述待校正区域在所述鱼眼图像中的位置，确定所述目标直线与所述校正半球的交点；

根据所述待校正区域的尺寸，确定所述目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离。

可选的，所述校正投影面是边长等于所述校正半球的半径的正方形，所述目标第二像素位于所述校正投影面的对角线的交点处。

可选的，所述等距投影模型的坐标系的原点为所述校正半球的球心，所述等距投影模型的坐标系的z轴与所述校正半球的底面垂直；所述第二确定模块，用于：

对于所述校正投影面中的每个所述第二像素，根据所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，利用目标公式计算与所述第二像素对应的所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系中的坐标值；

所述目标公式为：

其中，x′为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，y′为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值，r为所述校正半球的半径，x为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值，z为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

可选的，所述校正半球的半径与所述鱼眼图像的轮廓的半径相等

第三方面，提供了一种鱼眼图像校正装置，所述装置包括处理器和存储器；

其中，所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器中存放的计算机程序，以实现上述第一方面任一所述的鱼眼图像校正方法。

第四方面，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有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现如上述第一方面任一所述的鱼眼图像校正方法。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

通过获取鱼眼图像，基于等距投影模型确定校正投影面，而后根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中的每个第二像素和鱼眼图像包括的第一像素的对应关系，并将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，从而得到校正图像，使得校正图像的获得不需要依赖于鱼眼镜头的内参数和外参数，因此，不需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，故而可以减轻计算量，提高鱼眼图像校正的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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他的附图。

图1是一种鱼眼镜头的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种实施环境的示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种实施环境的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种鱼眼图像校正方法的流程图；

图5是本申请实施例提供的一种鱼眼图像校正方法的流程图；

图6是本申请实施例提供的一种鱼眼图像的示意图；

图7是本申请实施例提供的一种等距投影模型的示意图；

图8是本申请实施例提供的一种校正投影面的示意图；

图9是本申请实施例提供的一种等距投影模型的示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种鱼眼图像的示意图；

图11是本申请实施例提供的一种校正图像的示意图；

图12是本申请实施例提供的另一种校正图像的示意图；

图13是本申请实施例提供的又一种校正图像的示意图；

图14是本申请实施例提供的一种鱼眼图像校正装置的框图；

图15是本申请实施例提供的一种服务器的结构示意图；

图16是本申请实施例提供的一种监控摄像机的框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，鱼眼镜头一般由多个透镜L组合而成，在成像的过程中，入射光线R经过该多个透镜L的折射，入射角逐渐减小，最终投射到成像平面C上，从而在该成像平面C上成像。由于入射光线在经过鱼眼镜头的多个透镜的折射后入射角减小，因此，初始入射角较大的入射光线也能够投射到成像平面上，这使得鱼眼镜头的拍摄视角较大，通常情况下该拍摄视角能够接近或等于180°。

鱼眼镜头的拍摄视角虽然较大，但是利用鱼眼镜头拍摄的图像，也即是鱼眼图像，却往往有着较为严重的畸变，不符合人眼的观察习惯，因此实际应用中需要进行鱼眼图像校正(以下简称为校正)以消除畸变。

在相关技术中，为了对鱼眼图像进行校正，需要获取鱼眼镜头的内参数和外参数，其中，鱼眼镜头的内参数只与鱼眼镜头本身有关，其可以包括参数矩阵和畸变系数，鱼眼镜头的外参数由鱼眼镜头与世界坐标系的相对位姿关系决定，其可以包括旋转向量和平移向量。在获取了鱼眼镜头的内参数和外参数后，可以建立三维空间中的点(也即是世界坐标系中的点)与鱼眼图像中的点的映射关系，而后，可以根据该映射关系对鱼眼图像进行校正。

实际应用中，不同型号的鱼眼镜头的内参数和外参数通常是不同的，因此，在相关技术中，为了对鱼眼图像进行校正，需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，以通过标定获取每一种型号的鱼眼镜头的内参数和外参数，其计算量较为庞大，因此会严重影响鱼眼图像校正的效率。

本申请实施例提供了一种鱼眼图像校正方法，可以提高鱼眼图像校正的效率。在本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法中，可以获取鱼眼图像，基于等距投影模型确定校正投影面，而后根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中的每个第二像素和鱼眼图像包括的第一像素的对应关系，并将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，从而得到校正图像，由于校正图像的获得不需要依赖于鱼眼镜头的内参数和外参数，因此，不需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，故而可以减轻计算量，提高鱼眼图像校正的效率

下面，将对本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法所涉及到的实施环境进行说明。

图2为本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法所涉及到的一种实施环境的示意图。如图2所示，该实施环境可以包括鱼眼摄像机10，该鱼眼摄像机10可以包括鱼眼镜头，该鱼眼摄像机10可以利用自身包括的鱼眼镜头拍摄鱼眼图像，并可以利用本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法对拍摄到的鱼眼图像进行校正。

图3为本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法所涉及到的另一种实施环境的示意图。如图3所示，该实施环境可以包括鱼眼摄像机20和服务器30，该鱼眼摄像机20可以包括鱼眼镜头，该鱼眼摄像机20可以利用自身包括的鱼眼镜头拍摄鱼眼图像，并将拍摄到的鱼眼图像发送至服务器30。服务器30可以利用本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法对拍摄到的鱼眼图像进行校正。

需要指出的是，上文所述的服务器30可以是具有显示功能的计算机设备，例如，该服务器30可以是监视器等。还需要指出的是，本文中的“鱼眼图像”可以是图片也可以是视频中的一个帧。

请参考图4，其示出了本申请实施例提供的一种鱼眼图像校正方法的流程图，该鱼眼图像校正方法可以应用于图2中的鱼眼摄像机10中，或者，该鱼眼图像校正方法可以应用于图3中的服务器30中。如图4所示，该鱼眼图像校正方法可以包括以下步骤：

步骤401、获取鱼眼图像。

其中，该鱼眼图像的轮廓为圆形，该鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数。

步骤402、基于等距投影模型确定校正投影面。

其中，该校正投影面包括m个第二像素，m为正整数。

步骤403、根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中每个第二像素对应的第一像素。

步骤404、将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，得到校正图像。

综上所述，本申请实施例提供的鱼眼图像的校正方法，通过获取鱼眼图像，基于等距投影模型确定校正投影面，而后根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中的每个第二像素和鱼眼图像包括的第一像素的对应关系，并将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，从而得到校正图像，使得校正图像的获得不需要依赖于鱼眼镜头的内参数和外参数，因此，不需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，故而可以减轻计算量，提高鱼眼图像校正的效率。

请参考图5，其示出了本申请实施例提供的一种鱼眼图像校正方法的流程图，该鱼眼图像校正方法可以应用于图2中的鱼眼摄像机10中，或者，该鱼眼图像校正方法可以应用于图3中的服务器30中。如图5所示，该鱼眼图像校正方法可以包括以下步骤：

步骤501、获取鱼眼图像。

在本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法应用于图2中的鱼眼摄像机10的情况下，步骤501中，鱼眼摄像机10可以获取自身利用鱼眼镜头拍摄的鱼眼图像。

在本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法应用于图3中的服务器30的情况下，步骤501中，服务器30可以接收鱼眼摄像机20发送的鱼眼图像，其中，鱼眼摄像机20发送的鱼眼图像可以是该鱼眼摄像机20利用自身中的鱼眼镜头拍摄的。

需要指出的是，步骤501中的鱼眼图像可以是图片，也可以是视频中的一个帧，也即是，该鱼眼图像可以是视频帧。

在本申请实施例中，该鱼眼图像的轮廓可以为圆形，该鱼眼图像可以包括n个第一像素，n为正整数。

图6为一种示例性的鱼眼图像的示意图，如图6所示，该鱼眼图像的轮廓为圆形。

步骤502、根据鱼眼图像中待校正区域的位置和尺寸，基于等距投影模型确定校正投影面。

其中，该等距投影模型包括半径与该鱼眼图像的轮廓的半径相等的校正半球。

图7为一种示例性的等距投影模型的示意图，如图7所示，该等距投影模型包括校正半球Q，该校正半球Q的半径为r，该半径r与步骤501中的鱼眼图像的轮廓的半径相等。

该校正投影面可以包括m个第二像素，m为正整数。

该校正投影面与目标直线垂直，且，该校正投影面中的目标第二像素和校正半球的球心之间的距离大于或等于该校正半球的半径，其中，该目标第二像素和该校正半球的球心均位于该目标直线上。

由于校正投影面与目标直线(经过目标第二像素和校正半球的球心)垂直，且，目标第二像素和校正半球的球心之间的距离大于或等于校正半球的半径，因此，该校正投影面可以是该校正半球的切面(目标第二像素和校正半球的球心之间的距离等于校正半球的半径)，或者，该校正投影面可以与该校正半球的切面平行(目标第二像素和校正半球的球心之间的距离大于校正半球的半径)。在该校正投影面与校正半球的切面平行的情况下，该校正投影面位于校正半球的切面远离该校正半球的一侧。

图8为一种示例性的校正投影面的示意图，如图8所示，该校正投影面S与目标直线L垂直，该目标直线L经过校正半球Q的球心O和该校正投影面S中的目标第二像素X2，此外，球心O与目标第二像素X2之间的距离大于校正半球Q的半径。

如图8所示，由于球心O与目标第二像素X2之间的距离大于校正半球Q的半径，可知该校正投影面S与校正半球Q的一个切面平行，其中，该切面为平行于该校正半球底面的切面。

在本申请的一个实施例中，该校正投影面可以是边长等于校正半球的半径的正方形，在这种情况下，上述目标第二像素可以位于校正投影面的两条对角线的交点处。

由于鱼眼镜头的拍摄视角较大，因此，利用鱼眼镜头拍摄的鱼眼图像往往包含有较大区域内的景物的图像。而通常情况下，用户只需要查看较小区域内的景物的图像，为了满足这一需求，用户可以在鱼眼图像中确定待校正区域，本申请实施例可以仅对该待校正区域内的图像进行校正，从而方便用户对较小区域内的景物的图像进行查看，其中，该待校正区域的尺寸小于或等于该鱼眼图像的尺寸。

在对该待校正区域内的图像进行校正时，本申请实施例可以根据该待校正区域的尺寸以及该待校正区域在鱼眼图像中的位置确定校正投影面，以在后续步骤中利用该校正投影面对该待校正区域内的图像进行校正。

下面，本申请实施例将对确定校正投影面的技术过程进行简要说明，其中，该技术过程可以包括步骤a1和步骤a2。

步骤a1、根据待校正区域在鱼眼图像中的位置，确定目标直线与该校正半球的交点。

当校正投影面为校正半球的切面时，在根据待校正区域在鱼眼图像中的位置确定了目标直线与校正半球的交点之后，就可以确定该校正投影面与校正半球的切点。

当校正投影面与该校正半球的切面平行时，在根据待校正区域在鱼眼图像中的位置确定了目标直线与校正半球的交点之后，就可以确定与该校正投影面平行的切面。

可选的，在本申请的一个实施例中，目标直线与校正半球的交点和待校正区域的中心点之间的连线可以垂直于校正半球的底面。

步骤a2、根据待校正区域的尺寸，确定目标第二像素和校正半球的球心之间的距离。

可选的，在本申请的一个实施例中，待校正区域的尺寸越大，目标第二像素和校正半球的球心之间的距离可以越小。

步骤503、根据校正投影面中每个第二像素在等距投影模型的坐标系中的坐标值和校正半球的半径，确定校正投影面中每个第二像素对应的第一像素。

换句话说，在步骤503中，本申请实施例可以根据校正投影面中每个第二像素在等距投影模型的坐标系中的坐标值和校正半球的半径，建立校正投影面中每个第二像素与鱼眼图像的第一像素的对应关系。

请继续参考图7，在本申请的一个实施例中，该等距投影模型的坐标系的原点可以为校正半球的球心O，该等距投影模型的坐标系的z轴与校正半球Q的底面垂直，该等距投影模型的坐标系的x轴和y轴位于该校正半球Q的底面上。

在本申请的一个实施例中，对于校正投影面中的每个第二像素，可以利用目标公式计算与该第二像素对应的第一像素在鱼眼图像的图像坐标系中的坐标值。

其中，该目标公式为：

在目标公式中，x′为与第二像素对应的第一像素在鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，y′为与第二像素对应的第一像素在鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值，r为校正半球的半径，x为第二像素在等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为第二像素在等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值，z为第二像素在等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

为了便于读者理解，下面，本申请实施例将对目标公式的推导过程进行简要说明：

请参考图9，P点为校正投影面S中的一个第二像素，O点为校正半球Q的圆心(也即是等距投影模型的坐标系的原点)，A点为OP与校正半球Q的交点，OP在校正半球Q的底面上的投影与OB位于同一直线上，与第二像素P对应的第一像素P′位于OB上，θ为OP与等距投影模型的坐标系的z轴之间的夹角，α为OB与等距投影模型的坐标系的x轴之间的夹角。

在图9中，第一像素P′的位置满足下述公式(1)：

在公式(1)中，r为校正半球的半径。

对公式(1)进行变形，可得公式(2)：

根据三角定理以及公式(2)可以得到公式(3)和公式(4)：

在公式(3)中，x′为第一像素P′在等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，在公式(4)中，y′为第一像素P′在等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值。

由于等距投影模型的校正半球的半径与鱼眼图像的轮廓的半径相等，因此，x′也为第一像素P′在鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，y′也为第一像素P′在鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值。

又由于：

在公式(5)和公式(6)中，x为第二像素P在等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为第二像素P在等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值。

因此：

同时：

所以有：

在公式(9)和公式(10)中，z为第二像素P在等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

最终，公式(7)、公式(8)和公式(10)即可组成上述目标公式。

步骤504、将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，得到校正图像。

其中，与上文所述对应的，该校正图像可以与待校正区域相对应，也即是，该校正图像可以为对待校正区域内的图像进行校正后得到的图像。

请参考图10，如图10所示，鱼眼图像T可以包括3个待校正区域，该3个待校正区域分别为待校正区域A、待校正区域B和待校正区域C。请参考图11至图13，图11所示为待校正区域A对应的校正图像，图12为待校正区域B对应的校正图像，图13为待校正区域C对应的校正图像。

综上所述，本申请实施例提供的鱼眼图像的校正方法，通过获取鱼眼图像，基于等距投影模型确定校正投影面，而后根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中的每个第二像素和鱼眼图像包括的第一像素的对应关系，并将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，从而得到校正图像，使得校正图像的获得不需要依赖于鱼眼镜头的内参数和外参数，因此，不需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，故而可以减轻计算量，提高鱼眼图像校正的效率。

请参考图14，其示出了本申请实施例提供的一种鱼眼图像校正装置600的框图，该鱼眼图像校正装置600可以配置于图2中的鱼眼摄像机10中，或者，该鱼眼图像校正装置600可以配置于图3中的服务器30中。如图14所示，该鱼眼图像校正装置600可以包括：第一获取模块601、第一确定模块602、第二确定模块603和第二获取模块604。

其中，该第一获取模块601，用于获取鱼眼图像，该鱼眼图像的轮廓为圆形，该鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数。

该第一确定模块602，用于基于等距投影模型确定校正投影面，所述校正投影面包括m个第二像素，m为正整数。

该第二确定模块603，用于根据所述等距投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素。

该第二获取模块604，用于将该校正投影面中每个该第二像素对应的该第一像素的像素值获取为每个该第二像素的像素值，得到校正图像。

在本申请的一个实施例中，所述等距投影模型包括校正半球，所述第二确定模块603，用于：根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素。

在本申请的一个实施例中，所述校正投影面与目标直线垂直，且，所述校正投影面中的目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离大于或等于所述校正半球的半径；其中，所述目标第二像素和所述校正半球的球心均位于所述目标直线上

在本申请的一个实施例中，该第一确定模块602，用于根据该鱼眼图像中待校正区域的位置和尺寸，基于该等距投影模型确定该校正投影面，其中，该待校正区域的尺寸小于或等于该鱼眼图像的尺寸。

该第二获取模块604，用于将该校正投影面中每个该第二像素对应的该第一像素的像素值获取为每个该第二像素的像素值，得到与该待校正区域对应的该校正图像。

在本申请的一个实施例中，该第一确定模块602，用于根据该待校正区域在该鱼眼图像中的位置，确定该目标直线与该校正半球的交点，根据该待校正区域的尺寸，确定该目标第二像素和该校正半球的球心之间的距离。

在本申请的一个实施例中，该校正投影面是边长等于该校正半球的半径的正方形，该目标第二像素位于该校正投影面的对角线的交点处。

在本申请的一个实施例中，该等距投影模型的坐标系的原点为该校正半球的球心，该等距投影模型的坐标系的z轴与该校正半球的底面垂直；该第二确定模块603，用于：

对于该校正投影面中的每个该第二像素，根据该第二像素在该等距投影模型的坐标系中的坐标值和该校正半球的半径，利用目标公式计算与该第二像素对应的该第一像素在该鱼眼图像的图像坐标系中的坐标值；

该目标公式为：

其中，x′为该第一像素在该鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，y′为该第一像素在该鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值，r为该校正半球的半径，x为该第二像素在该等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为该第二像素在该等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值，z为该第二像素在该等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

在本申请的一个实施例中，所述校正半球的半径与所述鱼眼图像的轮廓的半径相等。

综上所述，本申请实施例提供的鱼眼图像的校正装置，通过获取鱼眼图像，基于等距投影模型确定校正投影面，而后根据等距投影模型的几何参数确定校正投影面中的每个第二像素和鱼眼图像包括的第一像素的对应关系，并将校正投影面中每个第二像素对应的第一像素的像素值获取为每个第二像素的像素值，从而得到校正图像，使得校正图像的获得不需要依赖于鱼眼镜头的内参数和外参数，因此，不需要预先对每一种型号的鱼眼镜头进行标定，故而可以减轻计算量，提高鱼眼图像校正的效率。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

图15是根据一示例性实施例示出的一种服务器的结构示意图。所述服务器700包括中央处理单元(CPU)701、包括随机存取存储器(RAM)702和只读存储器(ROM)703的系统存储器704，以及连接系统存储器704和中央处理单元701的系统总线705。所述服务器700还包括帮助计算机内的各个器件之间传输信息的基本输入/输出系统(I/O系统)706，和用于存储操作系统713、应用程序714和其他程序模块715的大容量存储设备707。

所述基本输入/输出系统706包括有用于显示信息的显示器708和用于用户输入信息的诸如鼠标、键盘之类的输入设备709。其中所述显示器708和输入设备709都通过连接到系统总线705的输入输出控制器710连接到中央处理单元701。所述基本输入/输出系统706还可以包括输入输出控制器710以用于接收和处理来自键盘、鼠标、或电子触控笔等多个其他设备的输入。类似地，输入输出控制器710还提供输出到显示屏、打印机或其他类型的输出设备。

所述大容量存储设备707通过连接到系统总线705的大容量存储控制器(未示出)连接到中央处理单元701。所述大容量存储设备707及其相关联的计算机可读介质为服务器700提供非易失性存储。也就是说，所述大容量存储设备707可以包括诸如硬盘或者CD-ROM驱动器之类的计算机可读介质(未示出)。

不失一般性，所述计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储其技术，CD-ROM、DVD或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备。当然，本领域技术人员可知所述计算机存储介质不局限于上述几种。上述的系统存储器704和大容量存储设备707可以统称为存储器。

根据本申请的各种实施例，所述服务器700还可以通过诸如因特网等网络连接到网络上的远程计算机运行。也即服务器700可以通过连接在所述系统总线705上的网络接口单元711连接到网络712，或者说，也可以使用网络接口单元711来连接到其他类型的网络或远程计算机系统(未示出)。

所述存储器还包括一个或者一个以上的程序，所述一个或者一个以上程序存储于存储器中，中央处理器701通过执行该一个或一个以上程序来实现本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法。

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，上述指令可由服务器的处理器执行以完成本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法。例如，所述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。

图16示出了本申请一个示例性实施例提供的一种监控摄像机800的框图。如图16所示，该监控摄像机800包括处理组件801、摄像组件802和存储组件803。其中，该处理组件801可以为处理芯片，该处理组件801可以分别与摄像组件802和存储组件803连接，该摄像组件802用于拍摄监控视频，该摄像组件802可以为摄像头，该存储组件803可以存储操作系统、应用程序或其他程序模块，处理组件801通过执行存储组件803中存储的应用程序来实现本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质为非易失性存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如本申请上述实施例提供的鱼眼图像校正方法。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机能够执行本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法。

本申请实施例还提供了一种芯片，该芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令，当该芯片运行时能够执行本申请实施例提供的鱼眼图像校正方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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

Claims (14)

1.一种鱼眼图像校正方法，其特征在于，所述方法包括：

获取鱼眼图像，所述鱼眼图像的轮廓为圆形，所述鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数；

基于等距投影模型以及用户在所述鱼眼图像中确定的待校正区域的位置和尺寸确定校正投影面，所述校正投影面是边长等于校正半球的半径的正方形，所述校正投影面包括m个第二像素，m为正整数，其中，所述等距投影模型包括校正半球，所述校正投影面与目标直线垂直，所述校正投影面中的目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离大于或等于所述校正半球的半径，所述目标第二像素位于所述校正投影面的对角线的交点处，并且，所述目标第二像素和所述校正半球的球心均位于所述目标直线上，所述目标直线与所述校正半球的交点和所述待校正区域的中心点之间的连线垂直于所述校正半球的底面，所述待校正区域的尺寸越大，所述目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离越小；

根据所述等距投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素；

将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到校正图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等距投影模型包括校正半球，所述根据所述等距投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素，包括：

根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于等距投影模型确定校正投影面，包括：

根据所述待校正区域的位置和尺寸，基于所述等距投影模型确定所述校正投影面，其中，所述待校正区域的尺寸小于或等于所述鱼眼图像的尺寸；

所述将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到校正图像，包括：

将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到与所述待校正区域对应的所述校正图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待校正区域的位置和尺寸，基于所述等距投影模型确定所述校正投影面，包括：

根据所述待校正区域在所述鱼眼图像中的位置，确定所述目标直线与所述校正半球的交点；

根据所述待校正区域的尺寸，确定所述目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等距投影模型的坐标系的原点为所述校正半球的球心，所述等距投影模型的坐标系的z轴与所述校正半球的底面垂直；所述根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素，包括：

对于所述校正投影面中的每个所述第二像素，根据所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，利用目标公式计算与所述第二像素对应的所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系中的坐标值；

所述目标公式为：

；

其中，为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，/>为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值，r为所述校正半球的半径，x为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值，z为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

6.根据权利要求2至5任一所述的方法，其特征在于，所述校正半球的半径与所述鱼眼图像的轮廓的半径相等。

7.一种鱼眼图像校正装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取鱼眼图像，所述鱼眼图像的轮廓为圆形，所述鱼眼图像包括n个第一像素，n为正整数；

第一确定模块，用于基于等距投影模型以及用户在所述鱼眼图像中确定的待校正区域的位置和尺寸确定校正投影面，所述校正投影面是边长等于校正半球的半径的正方形，所述校正投影面包括m个第二像素，m为正整数，其中，所述等距投影模型包括校正半球，所述校正投影面与目标直线垂直，所述校正投影面中的目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离大于或等于所述校正半球的半径，所述目标第二像素位于所述校正投影面的对角线的交点处，并且，所述目标第二像素和所述校正半球的球心均位于所述目标直线上，所述目标直线与所述校正半球的交点和所述待校正区域的中心点之间的连线垂直于所述校正半球的底面，所述待校正区域的尺寸越大，所述目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离越小；

第二确定模块，用于根据所述等距投影模型的几何参数确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素；

第二获取模块，用于将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到校正图像。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述等距投影模型包括校正半球，所述第二确定模块，用于：

根据所述校正投影面中每个所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，确定所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，用于：

根据所述鱼眼图像中待校正区域的位置和尺寸，基于所述等距投影模型确定所述校正投影面，其中，所述待校正区域的尺寸小于或等于所述鱼眼图像的尺寸；

所述第二获取模块，用于：

将所述校正投影面中每个所述第二像素对应的所述第一像素的像素值获取为每个所述第二像素的像素值，得到与所述待校正区域对应的所述校正图像。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块，用于：

根据所述待校正区域在所述鱼眼图像中的位置，确定所述目标直线与所述校正半球的交点；

根据所述待校正区域的尺寸，确定所述目标第二像素和所述校正半球的球心之间的距离。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述等距投影模型的坐标系的原点为所述校正半球的球心，所述等距投影模型的坐标系的z轴与所述校正半球的底面垂直，所述第二确定模块，用于：

对于所述校正投影面中的每个所述第二像素，根据所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系中的坐标值和所述校正半球的半径，利用目标公式计算与所述第二像素对应的所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系中的坐标值；

所述目标公式为：

；

其中，为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的x轴上的坐标值，/>为所述第一像素在所述鱼眼图像的图像坐标系的y轴上的坐标值，r为所述校正半球的半径，x为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的x轴上的坐标值，y为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的y轴上的坐标值，z为所述第二像素在所述等距投影模型的坐标系的z轴上的坐标值。

12.根据权利要求8至11任一所述的装置，其特征在于，所述校正半球的半径与所述鱼眼图像的轮廓的半径相等。

13.一种鱼眼图像校正装置，其特征在于，所述装置包括处理器和存储器；

其中，所述存储器，用于存放计算机程序；

所述处理器，用于执行所述存储器中存放的计算机程序，以实现权利要求1至6任一所述的鱼眼图像校正方法。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现如权利要求1至6任一所述的鱼眼图像校正方法。