专利名称：一种基于非线性的几何校正方法
技术领域：
本发明涉及ー种图像识别、图像匹配领域中的图像校正技术，尤其是涉及ー种基于非线性的几何校正方法。
背景技术：
图像校准是图像识别和图像匹配的关键环节之一，图像校准的高精度是保障图像识别和图像匹配有效进行的根本条件之一。然而，大部分几何校正算法仅考虑偏移、旋转、倾斜等方面的几何变形，但是很多待校准图像还存在较为严重的非线性几何畸变，即源图像与目标图像无法用简单的线性坐标 变换，而是复杂未知且不稳定的非线性坐标变换，这种非线性几何畸变严重影响了图像识别和图像匹配的最終結果。因此，迫切需要一种新的几何校正算法来校准这种非线性几何畸变，以保证最终工程结果精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种健壮的，能够有效校正图像的非线性几何畸变且校正精度高的几何校正方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为ー种基于非线性的几何校正方法，其特征在于包括以下步骤①假设待校正图像的四个边界像素点的坐标位置分别为(Xl，Y1), (x2, y2)、(x3,y3) > (x4，y4)，对(X1, Y1) > (x2, y2)、(x3, y3)和(x4, y4)进行线性运算,得到待校正图像的四个边界像素点在校正图像中的对应的坐标位置，分别对应记为(Xl，Y1) > ( '，Y1) >
(V イノ )> (X1,12')，其中，v = Xi +V(少2少3)2+h_ろ)，
,_ | J(y3 h) + ( ~ xI)少2) +(X4-X2)2 .②对于待校正图像中的任一像素点，将其坐标位置记为(X，Y)，然后计算坐标位置(X，Y)在待校正图像的坐标系中的位置比例关系，再对坐标位置(X，Y)在待校正图像的坐标系中的位置比例关系进行优化处理，最后按坐标位置(X，Y)优化后的位置比例关系等比例映射到校正图像中，得到待校正图像中的坐标位置为(X，Y)的像素点在校正图像中的对应的坐标位置，记为(X' , Y1 )；③根据待校正图像中的各个像素点的像素值及校正图像中的任一个像素点与待校正图像中对应的像素点的映射关系，确定校正图像中对应的像素点的像素值，具体过程为对于校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点，如果校正图像中的坐标位置为(X' , Y1 )的像素点在待校正图像中仅有唯一的对应坐标位置为(X, Y)的像素点,则确定这种关系为一一对应映射关系，并直接将待校正图像中的坐标位置为(X，Y)的像素点的像素值赋值给校正图像中的坐标位置为(X'，Y')的像素点；如果校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点在待校正图像中有多个对应的像素点，则确定这种关系为ー对多映CN 102663685 A说明书2/6 页
射关系，并将待校正图像中最后一次映射的像素点的像素值作为校正图像中的坐标位置为 (X' ,V )的像素点的像素值；如果校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点在待校 正图像中无对应的像素点，则确定校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点为空洞像 素点。④对校正图像中的空洞像素点进行局部均值填充处理，得到最終的校正图像。所述的步骤②的具体过程为②-I、对于待校正图像中的任一像素点，将其坐标位置记为
权利要求
1.一种基于非线性的几何校正方法，其特征在于包括以下步骤 ①假设待校正图像的四个边界像素点的坐标位置分别为(X1,Y1), (x2, y2)、(x3,y3) > (x4，y4)，对(X1, Y1) > (x2, y2)、(x3, y3)和(x4, y4)进行线性运算,得到待校正图像的四个边界像素点在校正图像中的对应的坐标位置，分别对应记为(Xl，Y1) > ( '，Y1) >(V，y2, )> (X1,12')，其中，X2. = Xi + -^1)2+(^-^1)2 +Jjy4-y3f+(X4-X3)2 ，I, ,_1, , V(少3 _少1)2 +(X3 ~Xl)2 +^/0^-^2)2+( - )2少2 _少I H2; ②对于待校正图像中的任一像素点，将其坐标位置记为(X，Y)，然后计算坐标位置(X，Y)在待校正图像的坐标系中的位置比例关系，再对坐标位置(X，Y)在待校正图像的坐标系中的位置比例关系进行优化处理，最后按坐标位置(X，Y)优化后的位置比例关系等比例映射到校正图像中，得到待校正图像中的坐标位置为(X，Y)的像素点在校正图像中的对应的坐标位置，记为(X' , Y1 )； ③根据待校正图像中的各个像素点的像素值及校正图像中的任一个像素点与待校正图像中对应的像素点的映射关系，确定校正图像中对应的像素点的像素值，具体过程为对于校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点，如果校正图像中的坐标位置为(X'，V )的像素点在待校正图像中仅有唯一的对应的坐标位置为(X，Y)的像素点，则确定这种关系为一一对应映射关系，并直接将待校正图像中的坐标位置为(X，Y)的像素点的像素值赋值给校正图像中的坐标位置为(X'，Y')的像素点；如果校正图像中的坐标位置为(X' ,Y')的像素点在待校正图像中有多个对应的像素点，则确定这种关系为一对多映射关系，并将待校正图像中最后一次映射的像素点的像素值作为校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点的像素值；如果校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点在待校正图像中无对应的像素点，则确定校正图像中的坐标位置为(X' ,V )的像素点为空洞像素点。
④对校正图像中的空洞像素点进行局部均值填充处理，得到最终的校正图像。
2.根据权利要求I所述的一种基于非线性的几何校正方法，其特征在于所述的步骤②的具体过程为 ②-I、对于待校正图像中的任一像素点，将其坐标位置记为(X，Y)； ②-2、计算坐标位置(X，Y)在待校正图像的坐标系中的位置比例关系，将坐标位置(X，Y)投影到待校正图像中由坐标位置为(Xl，yi)的边界像素点和坐标位置为(x2，y2)的边界A/~i像素点连接而成的边界直线上的投影点的位置比例关系记为A1,4=;，将坐标位置(X， AnY)投影到待校正图像中由坐标位置为(x3，y3)的边界像素点和坐标位置为(x4，y4)的边界Be像素点连接而成的边界直线上的投影点的位置比例关系记为入2，毛=e，将坐标位置(X，Y)投影到待校正图像中由坐标位置为(Xl，yi)的边界像素点和坐标位置为(x3，y3)的边界像素点连接而成的边界直线上的投影点的位置比例关系记为PpA=:，将坐标位置(X， /\.LJY)投影到待校正图像中由坐标位置为(x2，y2)的边界像素点和坐标位置为(x4，y4)的边界像素点连接而成的边界直线上的投影点的位置比例关系记为
3.根据权利要求I或2所述的一种基于非线性的几何校正方法，其特征在于所述的步骤④中对校正图像中的空洞像素点进行局部均值填充处理的具体过程为对于校正图像中的任一空洞像素点，计算该空洞像素点的四个相邻像素点的像素值的平均值，将计算得到的平均值作为该空洞像素点的像素值。
4.根据权利要求3所述的一种基于非线性的几何校正方法，其特征在于所述的步骤③中待校正图像中最后一次映射的像素点为待校正图像中与校正图像中的坐标位置为(X'，Y')的像素点对应的多个像素点按先后秩 序进行步骤②处理时最后一个进行步骤②处理的像素点。
全文摘要
本发明公开了一种基于非线性的几何校正方法，首先按照一定的线性变换关系，将待校正图像的四个边界像素点映射到校正图像中，也即确定校正图像的长宽属性值，保证校正图像的形状规范性，然后对待校正图像中的像素点的坐标位置在待校正图像的坐标系中的位置比例关系进行优化处理，再按优化处理后的位置比例关系映射到校正图像中，最后根据待校正图像中的各个像素点的像素值，确定校正图像中对应的像素点的像素值，并对校正图像中的空洞像素点进行填充，获得最终的校正图像，由于本发明方法对图像的像素点及像素点的像素值进行了线性及非线性处理，因此不仅实现简便，而且可以有效校正图像的非线性偏移，且能够满足图像识别和图像匹配的精度要求。
文档编号G06T5/00GK102663685SQ201210073039
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者叶庆卫, 周宇, 袁德彬 申请人:宁波大学