專利名稱：一種線陣相機(jī)圖像的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像校正方法，尤其涉及一種針對(duì)線陣相機(jī)(Iinecamera)所拍 攝的變形圖像進(jìn)行幾何校正的方法，屬于機(jī)器視覺技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在機(jī)器視覺領(lǐng)域中，線陣相機(jī)是一類特殊的視覺機(jī)器。與通常使用的面陣相機(jī) (area camera)相比較，它的圖像傳感器只有一行感光像素，這種設(shè)計(jì)使高掃描頻率和高分 辨率成為可能。因此，線陣相機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、科研與安全等領(lǐng)域的圖像處理中。線陣相機(jī)的典型應(yīng)用領(lǐng)域是檢測(cè)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的物體，尤其側(cè)重于對(duì)連續(xù)不斷物流的 檢測(cè)，如線材、卷材、煙草、棉花、紙張等。被檢測(cè)的物體通常作勻速運(yùn)動(dòng)，利用一臺(tái)或多臺(tái)線 陣相機(jī)對(duì)其逐行連續(xù)掃描，以達(dá)到對(duì)物體表面均勻檢測(cè)的目的。在需要極大視野或極高精 度的情況下，往往使用激發(fā)裝置多次激發(fā)線陣相機(jī)，進(jìn)行多次拍照，再將所拍攝的多幅“條” 形圖像進(jìn)行合并，從而生成完整的物體圖像。由于線陣相機(jī)在每一時(shí)刻只能拍攝物體的某一條線上的圖像。實(shí)踐中，往往通過 連續(xù)拍攝物體經(jīng)過相機(jī)的各個(gè)時(shí)刻的圖像，組合出物體的完整圖像。但是，如果物體經(jīng)過線 陣相機(jī)時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度與設(shè)計(jì)速度不一致，則線陣相機(jī)所拍攝的圖像會(huì)出現(xiàn)變形，如

圖1 圖4所示的那樣。為了解決這一問題，人們先后嘗試了多種技術(shù)解決方案。例如高俊釵、雷志勇和王 澤民在《激光與光電子學(xué)進(jìn)展》2010年第47卷第9期發(fā)表的論文《線陣相機(jī)的圖像校正》 中，針對(duì)在零件的高精度尺寸測(cè)量中，線陣CCD相機(jī)的圖像采集與零件運(yùn)動(dòng)的同步問題進(jìn) 行研究。對(duì)采用伺服電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制卡的同步方法進(jìn)行了分析，提出了采用普通異步電機(jī) 與編碼器組合的控制方法；研究了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和相機(jī)采集線率之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)了基于 非等步長(zhǎng)的同步控制方式。根據(jù)線陣相機(jī)圖像采集的特點(diǎn)，以標(biāo)準(zhǔn)圓形目標(biāo)作為標(biāo)定目標(biāo)， 提取了芯片方向和運(yùn)動(dòng)方向的直徑參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了物像關(guān)系和校正插值系數(shù)標(biāo)定；設(shè)計(jì)了線 性插值算法，可以對(duì)任意形狀的目標(biāo)成像進(jìn)行校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法簡(jiǎn)單易行，成本 低，可以有效地校正線陣CCD由于運(yùn)動(dòng)造成的拉伸變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種針對(duì)線陣相機(jī)的變形圖像幾何校正方法。為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于包括如下步驟(1)在待處理的物體圖像中設(shè)定標(biāo)定物；(2)檢測(cè)標(biāo)定物中的邊界點(diǎn)；(3)求解標(biāo)定物的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；(4)根據(jù)步驟(3)的計(jì)算結(jié)果，對(duì)待處理的物體圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行仿射變換，變換后所獲得的圖像即為校正圖像。其中較優(yōu)地，在所述步驟(1)中，所述標(biāo)定物為在待處理的物體圖像中確定的圓 形物體。所述標(biāo)定物位于所述物體圖像的中心區(qū)域。所述步驟(2)中，所述邊界點(diǎn)的數(shù)量不少于5個(gè)。所述步驟(3)包括如下的子步驟(31)由所有邊界點(diǎn)的(xpyp yp2 xp yp 1)和xp2組成線性方程組，在方程數(shù)量多于 未知數(shù)數(shù)量的情況下，使用最小二乘法求解
權(quán)利要求
1.一種線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于包括如下步驟(1)在待處理的物體圖像中設(shè)定標(biāo)定物；(2)檢測(cè)標(biāo)定物中的邊界點(diǎn)；(3)求解標(biāo)定物的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；(4)根據(jù)步驟(3)的計(jì)算結(jié)果，對(duì)待處理的物體圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行仿射變換，變換后 所獲得的圖像即為校正圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述標(biāo)定物為在待處理的物體圖像中確定的圓形物體。
3.如權(quán)利要求1所述的線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于 所述步驟(1)中，所述標(biāo)定物位于所述物體圖像的中心區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于 所述步驟O)中，所述邊界點(diǎn)的數(shù)量不少于5個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于 所述步驟C3)包括如下的子步驟(31)由所有邊界點(diǎn)的Upyp yp2 xp yp 1)和組成線性方程組，在方程數(shù)量多于未知 數(shù)數(shù)量的情況下，使用最小二乘法求解
6.如權(quán)利要求5所述的線陣相機(jī)圖像的校正方法，其特征在于 所述步驟⑷中，根據(jù)所述步驟⑶計(jì)算出的Cl、c2, Cl1和d2數(shù)值，對(duì)圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn) 進(jìn)行仿射變換
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線陣相機(jī)圖像的校正方法，包括如下步驟(1)在待處理的物體圖像中設(shè)定標(biāo)定物；(2)檢測(cè)標(biāo)定物中的邊界點(diǎn)；(3)求解標(biāo)定物的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；(4)根據(jù)步驟(3)的計(jì)算結(jié)果，對(duì)待處理的物體圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行仿射變換，變換后所獲得的圖像即為校正圖像。本圖像校正方法通過數(shù)學(xué)變換實(shí)現(xiàn)了對(duì)線陣相機(jī)所拍攝的變形圖像的幾何校正，操作簡(jiǎn)單易行，而且校正效果好；尤其適合同自動(dòng)搜索邊界點(diǎn)的圖像處理方法相結(jié)合使用。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102096899SQ20101059059
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者周凱, 孫志鋒, 廖俊寧, 曹揚(yáng), 李毅, 李永翔, 李雪嫚, 杜梁緣, 柏年福, 武再杰, 王爭(zhēng)兒, 王剛, 王學(xué)文, 褚玉鳳, 郭建聰 申請(qǐng)人:中鈔長(zhǎng)城金融設(shè)備控股有限公司