本發(fā)明涉及一種具有校正功能的圖像獲取裝置與圖像獲取裝置的校正方法，尤其涉及一種先對(duì)圖像獲取單元所獲取的圖像執(zhí)行全局矯正運(yùn)算，再對(duì)全局矯正運(yùn)算執(zhí)行局部矯正運(yùn)算以提升校正準(zhǔn)確性的圖像獲取裝置與校正方法。

背景技術(shù)：

一般說來，通常在圖像獲取裝置的組裝過程中會(huì)因圖像獲取裝置鏡頭的特性或組裝過程而具有幾何誤差和組裝公差。現(xiàn)有技術(shù)是公開復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型校正圖像獲取裝置的幾何誤差和組裝公差，也就是說現(xiàn)有技術(shù)所公開的數(shù)學(xué)模型是用于仿真圖像獲取裝置的物理行為以降低圖像獲取裝置的幾何誤差和組裝公差。

然而實(shí)際上現(xiàn)有技術(shù)所公開的數(shù)學(xué)模型可能因?yàn)楣鈱W(xué)特性的因素而無法完全仿真圖像獲取裝置的物理行為，導(dǎo)致圖像獲取裝置所獲取的圖像質(zhì)量不佳，所以如何提升現(xiàn)有技術(shù)在執(zhí)行圖像獲取裝置校正時(shí)的校正準(zhǔn)確性成為一項(xiàng)重要課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一實(shí)施例公開一種圖像獲取裝置的校正方法，其中所述圖像獲取裝置包含至少一圖像獲取單元與一校正單元。所述校正方法包含所述至少一圖像獲取單元中的一圖像獲取單元獲取一第一圖像；所述校正單元對(duì)所述第一圖像中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行一全局矯正運(yùn)算以產(chǎn)生所述所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)；所述校正單元根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)的至少一圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形；所述校 正單元根據(jù)對(duì)應(yīng)所述幾何圖形的校正方程式，矯正所述每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)為一第二矯正坐標(biāo)。

本發(fā)明的另一實(shí)施例公開一種具有校正功能的圖像獲取裝置。所述圖像獲取裝置包含至少一圖像獲取單元和一校正單元，其中所述校正單元耦接于所述至少一圖像獲取單元。所述至少一圖像獲取單元的一圖像獲取單元是用于獲取一第一圖像。所述校正單元是用于對(duì)所述第一圖像中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行一全局矯正運(yùn)算以產(chǎn)生所述所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)的至少一圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形，以及根據(jù)對(duì)應(yīng)所述幾何圖形的校正方程式，矯正所述每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)為一第二矯正坐標(biāo)。

本發(fā)明公開一種具有校正功能的圖像獲取裝置與圖像獲取裝置的校正方法。所述圖像獲取裝置與所述校正方法是先利用一校正單元對(duì)一圖像獲取單元所獲取的圖像中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行一全局矯正運(yùn)算以產(chǎn)生所述圖像中所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，再利用所述校正單元根據(jù)所述圖像中所有圖像點(diǎn)的至少一圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式，以矯正所述每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)為一第二矯正坐標(biāo)。因?yàn)榘雒恳粓D像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式僅適用于所述幾何圖形的范圍，所以本發(fā)明可通過包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式提升所述每一圖像點(diǎn)的第二矯正坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例公開一種具有校正功能的圖像獲取裝置以及目標(biāo)校正樣式的示意圖。

圖2是說明包含校正樣式的第一圖像的示意圖。

圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例公開一種圖像獲取裝置的校正方法的流程圖。

圖4是說明第一圖像中的校正樣式為枕形失真樣式或桶狀失真樣式的示意圖。

圖5是說明第一圖像的圖像點(diǎn)位于三角形的范圍內(nèi)的示意圖。

圖6是說明顯示在顯示屏上的可編程目標(biāo)校正樣式的示意圖。

圖7是說明在主機(jī)調(diào)整特征點(diǎn)在顯示屏上的位置后，由第二圖像上的所有特征點(diǎn)所構(gòu)成的多個(gè)幾何圖形都可為多個(gè)矩形的示意圖。

圖8是說明第二圖像的所有特征點(diǎn)都位于網(wǎng)格上的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

100 圖像獲取裝置

102 圖像獲取單元

104 校正單元

130 目標(biāo)校正樣式

140 校正樣式

150 枕形失真樣式

160 桶狀失真樣式

170 矩形樣式

180 可編程目標(biāo)校正樣式

190 顯示屏

200 主機(jī)

1042 記憶單元

FI 第一圖像

FP1-FP9、FFP1-FFP9、SFP1-SFP5、 特征點(diǎn)

CFP1、CFP2

IMP 圖像點(diǎn)

SI 第二圖像

TR1 三角形

TTR1 目標(biāo)幾何圖形

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例公開一種具有校正功能的圖像獲取裝置100以及一目標(biāo)校正樣式130的示意圖，其中目標(biāo)校正樣式130是一實(shí)際的圖表。如圖1所示，圖像獲取裝置100包含一圖像獲取單元102和一校正單元104，其中校正單元104耦接于圖像獲取單元102。但本發(fā)明并不受限于圖像獲取裝置100僅包含一個(gè)圖像獲取單元，也就是說圖像獲取裝置100也可包含多個(gè)圖像獲取單元。另外，如圖1所示，目標(biāo)校正樣式130具有9個(gè)特征點(diǎn)FP1-FP9，但本發(fā)明并不受限于目標(biāo)校正樣式130具有9個(gè)特征點(diǎn)FP1-FP9。

圖像獲取單元102先對(duì)目標(biāo)校正樣式130執(zhí)行一圖像獲取動(dòng)作以產(chǎn)生包含一校正樣式140的一第一圖像FI(如圖2所示)，其中校正樣式140對(duì)應(yīng)目標(biāo)校正樣式130。因?yàn)槟繕?biāo)校正樣式130具有9個(gè)特征點(diǎn)FP1-FP9，所以第一圖像FI中的校正樣式140也具有9個(gè)特征點(diǎn)FFP1-FFP9。校正單元104根據(jù)9個(gè)特征點(diǎn)FFP1-FFP9，分割第一圖像FI中的校正樣式140為多個(gè)三角形(例如特征點(diǎn)FFP1、FFP2、FFP5構(gòu)成一三角形TR1)。但本發(fā)明并不受限于校正單元104根據(jù)9個(gè)特征點(diǎn)FFP1-FFP9，分割第一圖像FI中的校正樣式140為多個(gè)三角形，也就是說校正單元104也可根據(jù)9個(gè)特征點(diǎn)FFP1-FFP9，分割第一圖像FI中的校正樣式140為多個(gè)矩形或其他多邊形。在校正單元104分割第一圖像FI中的校正樣式140為多個(gè)三角形后，校正單元104即可根據(jù)三角形TR1所對(duì)應(yīng)的一目標(biāo)幾何圖形TTR1所包含的特征點(diǎn)FP1、FP2、FP5的坐標(biāo)和三角形TR1所包含的特征點(diǎn)FFP1、FFP2、FFP5的坐標(biāo)，決定對(duì)應(yīng)三角形TR1的校正方程式，其中目標(biāo)幾何圖形TTR1是包含于目標(biāo)校正樣式130。例如特征點(diǎn)FFP1、FFP2、FFP5分別對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)FP1、FP2、FP5，且特征點(diǎn)FFP1的坐標(biāo)為(X₁,Y₁)、特征點(diǎn)FFP2的坐標(biāo)為(X₂,Y₂)、特征點(diǎn)FFP5的坐標(biāo)為(X₃,Y₃)、特征點(diǎn)FP1在第一圖像FI內(nèi)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為(X₁’,Y₁’)、特征點(diǎn)FP2在第一圖像FI內(nèi)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為(X₂’,Y₂’)、特征點(diǎn)FP5在第一圖像FI內(nèi)的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為(X₃’,Y₃’)，所以校正單元104即可根據(jù)特征點(diǎn)FFP1、FFP2、FFP5的坐標(biāo)、特征點(diǎn)FP1、FP2、FP5的坐標(biāo)和式(1)-(6)，決定對(duì)應(yīng)三角形TR1的校正方程式的系數(shù)a、b、c、d、e、f：

X₁’＝aX₁+bY₁+c (1)

Y₁’＝dX₁+eY₁+f (2)

X₂’＝aX₂+bY₂+c (3)

Y₂’＝dX₂+eY₂+f (4)

X₃’＝aX₃+bY₃+c (5)

Y₃’＝aX₃+bY₃+c (6)

因?yàn)閄₁、Y₁、X₂、Y₂、X₃、Y₃、X₁’、Y₁’、X₂’、Y₂’、X₃’、Y₃’為已知，所以可通過式(1)-(6)決定對(duì)應(yīng)三角形TR1的校正方程式的系數(shù)a、b、c、d、e、f。在校正單元104根據(jù)特征點(diǎn)FFP1、FFP2、FFP5的坐標(biāo)、特征點(diǎn)FP1、FP2、FP5的坐標(biāo)和式(1)-(6)，決定對(duì)應(yīng)三角形TR1的校正方程式的系數(shù)a、b、c、d、e、f后，校正單元104即可將系數(shù)a、b、c、d、e、f儲(chǔ)存在校正單元104內(nèi)的一記憶單元1042。另外，校正單元104也可利用上述方式產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第一圖像FI內(nèi)其余三角形的校正方程式，在此不再贅述。另外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖像獲取裝置100包含至少二圖像獲取單元且所述至少二圖像獲取單元中的一圖像獲取單元在圖像獲取裝置100出廠前已校正過，所以所述圖像獲取單元所獲取包含目標(biāo)校正樣式130的一圖像也可做為一目標(biāo)校正樣式。

請(qǐng)參照?qǐng)D1-3，圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例公開一種圖像獲取裝置的校正方法的流程圖。圖3的校正方法是利用圖1的圖像校正裝置100說明，詳細(xì)步驟如下：

步驟300：開始；

步驟302：圖像獲取單元102獲取第一圖像FI；

步驟304：校正單元104對(duì)第一圖像FI中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行一全局矯正運(yùn)算(global rectification operation)以產(chǎn)生所述所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)；

步驟306：校正單元104根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)的至少一圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形；

步驟308：校正單元104根據(jù)對(duì)應(yīng)所述幾何圖形的校正方程式，矯正所述每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)為一第二矯正坐標(biāo)；

步驟310：結(jié)束。

在步驟302中，第一圖像FI中的每一圖像點(diǎn)是由圖像獲取單元102的一對(duì)應(yīng)像素所產(chǎn)生。在步驟304中，校正單元104是利用現(xiàn)有技術(shù)所公開的全局校正模型(global calibration model)對(duì)第一圖像FI中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行所述全局矯正運(yùn)算以產(chǎn)生所述所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，且使所述所有圖像點(diǎn)中每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)匹配目標(biāo)校正樣式130內(nèi)的一相對(duì)應(yīng)坐標(biāo)。例如，如圖4所示，當(dāng)?shù)谝粓D像FI中的校正樣式140為枕形失真(Pincushion Distortion)樣式150或桶狀失真(Barrel Distortion)樣式160時(shí)，校正單元104可利用現(xiàn)有技術(shù)所公開的全局校正模型對(duì)第一圖像FI中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行所述全局矯正運(yùn)算使所述所有圖像點(diǎn)中每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)匹配目標(biāo)校正樣式130內(nèi)的一相對(duì)應(yīng)坐標(biāo)，也就是說校正單元104可利用現(xiàn)有技術(shù)所公開的全局校正模型使枕形失真樣式150或桶狀失真樣式160變成一矩形樣式170。

在步驟306中，在所述所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)產(chǎn)生之后，校正單元104可根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)的至少一圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形，也就是說校正單元104可根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)(或所述所有圖像點(diǎn)的部分圖像點(diǎn))中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形。在步驟308中，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)所公開的全局校正模型可能無法適用于第一圖像FI的所有圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)，所以校正單元104可根據(jù)對(duì)應(yīng)包含所述所有圖像點(diǎn)(或所述所有圖像點(diǎn)的部分圖像點(diǎn))中的每一圖像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式，矯正所述每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)為所述第二矯正坐標(biāo)。例如，如圖5所示，第一圖像FI的一圖像點(diǎn)IMP位于三角形TR1的范圍內(nèi)，其中三角形TR1的范圍以虛線表示。因此，在校正單 元104利用現(xiàn)有技術(shù)所公開的全局校正模型對(duì)圖像點(diǎn)IMP的原始坐標(biāo)執(zhí)行所述全局矯正運(yùn)算產(chǎn)生圖像點(diǎn)IMP的第一矯正坐標(biāo)后，校正單元104可再根據(jù)對(duì)應(yīng)三角形TR1的校正方程式，矯正圖像點(diǎn)IMP的第一矯正坐標(biāo)為圖像點(diǎn)IMP的第二矯正坐標(biāo)。如此，因?yàn)槿切蜹R1的校正方程式僅適用于三角形TR1的范圍(也就是說三角形TR1的校正方程式僅用于模擬對(duì)應(yīng)三角形TR1的圖像獲取單元102的局部像素的物理行為，而不適用于第一圖像FI的內(nèi)其余三角形)，所以校正單元104可通過三角形TR1的校正方程式提升圖像點(diǎn)IMP的第二矯正坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。

然而因?yàn)樾Ｕ龁卧?04可能不容易根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)(或所述所有圖像點(diǎn)的部分圖像點(diǎn))中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形(例如上述三角形TR1)，所以在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，顯示在一顯示屏190上的可編程目標(biāo)校正樣式180(如圖6所示)，其中一主機(jī)200電連接顯示屏190與圖像獲取裝置100。如圖6所示，在圖像獲取單元102對(duì)可編程目標(biāo)校正樣式180執(zhí)行一圖像獲取動(dòng)作產(chǎn)生一第二圖像SI后，雖然顯示屏190所顯示的可編程目標(biāo)校正樣式180的特征點(diǎn)可構(gòu)成多個(gè)矩形，但主機(jī)200所顯示的第二圖像SI上的一些特征點(diǎn)卻可能無法和相對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)構(gòu)成矩形(例如第二圖像SI上的特征點(diǎn)SFP1無法和第二圖像SI上的特征點(diǎn)SFP2、SFP3構(gòu)成一矩形，以及第二圖像SI上的特征點(diǎn)SFP4無法和第二圖像SI上的特征點(diǎn)SFP3、SFP5構(gòu)成一矩形)。因此，如圖7所示，主機(jī)200可重復(fù)調(diào)整第二圖像SI上的特征點(diǎn)SFP1、SFP4所對(duì)應(yīng)的可編程目標(biāo)校正樣式180的特征點(diǎn)CFP1、CFP2在顯示屏190上的位置直到特征點(diǎn)SFP1可和特征點(diǎn)SFP2、SFP3構(gòu)成一矩形，以及特征點(diǎn)SFP4可和特征點(diǎn)SFP3、SFP5構(gòu)成一矩形。如圖7所示，在主機(jī)200調(diào)整特征點(diǎn)CFP1、CFP2在顯示屏190上的位置后，由第二圖像SI上的所有特征點(diǎn)所構(gòu)成的多個(gè)幾何圖形都可為多個(gè)矩形。如此，校正單元104就可利用上述方式產(chǎn)生對(duì)應(yīng)第二圖像SI內(nèi)多個(gè)矩形的校正方程式。因?yàn)樾Ｕ龁卧?04僅需儲(chǔ)存一矩形的四邊信息即可定義一矩形的位置，所以校正單元104不需大容量的記憶單元1042以儲(chǔ)存第二圖像SI內(nèi)多個(gè)矩形的信息，且在步驟306中校正單元104可輕易地根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)中每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)和第二圖像SI內(nèi)多個(gè)矩形的信息，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的矩形。也就是說在步驟306 中，校正單元104判斷所述每一圖像點(diǎn)位于一對(duì)應(yīng)矩形的負(fù)荷是少于判斷所述每一圖像點(diǎn)位于一對(duì)應(yīng)三角形的負(fù)荷。如此，在步驟306中，校正單元104不需復(fù)雜運(yùn)算即可根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)中每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的矩形。

另外，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，主機(jī)200可重復(fù)調(diào)整顯示屏190所顯示的可編程目標(biāo)校正樣式180的特征點(diǎn)的位置直到第二圖像SI的所有特征點(diǎn)位于相對(duì)應(yīng)的預(yù)定位置(例如，如圖8所示，在重復(fù)調(diào)整可編程目標(biāo)校正樣式180的特征點(diǎn)的位置后，第二圖像SI的所有特征點(diǎn)都位于網(wǎng)格上(也就是說第二圖像SI的所有特征點(diǎn)都位于相對(duì)應(yīng)的預(yù)定位置))。因?yàn)榈诙D像SI的所有特征點(diǎn)位于相對(duì)應(yīng)的預(yù)定位置，所以校正單元104也不需大容量的記憶單元1042以儲(chǔ)存第二圖像SI內(nèi)所有特征點(diǎn)的位置信息，且在步驟306中校正單元104可輕易地根據(jù)所述所有圖像點(diǎn)中每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)和第二圖像SI內(nèi)所有特征點(diǎn)的位置信息，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的矩形。

綜上所述，本發(fā)明所公開的具有校正功能的圖像獲取裝置與圖像獲取裝置的校正方法是先利用校正單元對(duì)圖像獲取單元所獲取的圖像中所有圖像點(diǎn)的原始坐標(biāo)執(zhí)行全局矯正運(yùn)算以產(chǎn)生所述圖像中所有圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，再利用校正單元根據(jù)所述圖像中所有圖像點(diǎn)的至少一圖像點(diǎn)中的每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)，找出包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式，以矯正所述每一圖像點(diǎn)的第一矯正坐標(biāo)為一第二矯正坐標(biāo)。因?yàn)榘雒恳粓D像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式僅適用于所述幾何圖形的范圍，所以本發(fā)明可通過包含所述每一圖像點(diǎn)的幾何圖形的校正方程式提升所述每一圖像點(diǎn)的第二矯正坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。