樣本的的 權(quán)重值較大，圖像邊緣樣本點的權(quán)重值偏??；計算C= (XtX) 1XtV，其中矩陣右上角的T表示 轉(zhuǎn)置，右上角的-1表示求逆矩陣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定焦鏡頭通光量強度不均校正的方法，其特征在于所述 步驟2具體包括： 步驟21 :對平均圖像^的所有行列按照5到100等像素間隔進行亞采樣，樣本記為 (X1,Y1,v1;x2,y2,v2;. . .;xN1,yN1,vN1}，其中（X，y)為像素坐標(biāo)，V為像素灰度值，角標(biāo)為采樣 點序號，&為亞采樣樣本點個數(shù)；然后選擇步驟22或者步驟23對亞采樣的平均圖像進行 最小誤差擬合，計算計算平滑曲面參數(shù)C; 步驟22 :根據(jù)二維高斯曲面，讓〇7的取值從0到IA中的最小值min(IA)，對每一個取值 構(gòu)造X和V計算C' = (XtX) 1XtV，其中矩陣右上角的T表示轉(zhuǎn)置，右上角的-1表示求逆矩陣，然后 計算err= (XC' -V)T(XC' -V);在C7的所有取值中選取err最小的一組C'和c7共同構(gòu)造 C，步驟23 :根據(jù)加權(quán)二維高斯曲面，讓c7的取值從0到Ia中的最小值min(IA)，對每一 個取值構(gòu)造X和V其中W是對每一個采樣點設(shè)定的權(quán)重值，角標(biāo)為采樣點序號，一般圖片中心樣本的權(quán) 重值較大，圖像邊緣樣本點的權(quán)重值偏??；計算c' = (XtX) 1XtV，其中矩陣右上角的T表示 轉(zhuǎn)置，右上角的-1表示求逆矩陣，然后計算err= (XC'-V)T(XC'-V);在c7的所有取值中選 取err最小的一組C'和c7共同構(gòu)造C;5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定焦鏡頭通光量強度不均校正的方法，其特征在于所述 步驟3具體包括 步驟31 :在二階多項式曲面及加權(quán)二階多項式曲面時，對、中的每一個像素，令其行 數(shù)為X，列數(shù)為y，則該像素的值z為：z=(^+(^xy+cy+qx+c^y+Cj； 步驟32 :在二維高斯曲面及加權(quán)二維高斯曲面時，對、中的每一個像素，令其行數(shù)為X，列數(shù)為y，則該像素的值z為：z=θχρ((^χ2+(32χ7+(^2+(34χ+(^+(36)+(37。6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種定焦鏡頭通光量強度不均校正的方法，其特征在于 在執(zhí)行N2次所述步驟1和步驟2得到多組曲面參數(shù)之后，不再執(zhí)行步驟1及步驟2,在此基 礎(chǔ)上使用步驟24得到曲面參數(shù)，具體包括： 步驟241 :當(dāng)?shù)玫角鎱?shù)為C,={cuc2 ]，c3 ]，c4 ]，c5 ]，c6 ]}的二階多項式曲面參數(shù) 或者加權(quán)二階多項式曲面參數(shù)，則執(zhí)行步驟242 ;當(dāng)?shù)玫絽?shù)為Cj={cc2」，c3」，c4」，c5_ 彡c6」，c7」}的二維高斯曲面參數(shù)或者加權(quán)二維高斯曲面參數(shù)，則執(zhí)行步驟245 ;其中Cj表示 第j次自動校正操作結(jié)果，I￡j￡N2; 步驟242 :對所有的Clj，I￡j￡N2，提取最近兩次自動校正算法結(jié)果c1N2 ^c1N2，令ki=cU2-C1J2 i，執(zhí)行步驟 243 ; 步驟243 :對c2」，c3」，c4」，c5」，c6」，重復(fù)步驟242,計算k2,k3,k4,k5,k6，執(zhí)行步驟244 ; 步驟244 :設(shè)置鏡頭形變參數(shù)G，則新的二階多項式曲面參數(shù)C_={clrrew，c2__,c3_ new?。4-new，。5-new，。6-new^ Cl_new - C l_N2+k1G C2_new - C 2-N2+k2G C3_new - C 3-N2+k3G C4_new - C 4-N2+k4G C5_new - C 5-N2+k5G C6_new - C6-N2+k6G ; 其中G的范圍是任意正數(shù)； 步驟245 :對所有的Clj，I￡j￡N2，提取最近兩次自動校正算法結(jié)果c1N2 ^c1N2，令ki=cU2-C1J2i，執(zhí)行步驟 246 ; 步驟246 :對c2」，c3」，c4」，c5」，c6」，c7」，重復(fù)步驟245,計算k2,k3,k4,k5,k6,k7，執(zhí)行步驟 247 ； 步驟247 :設(shè)置鏡頭形變參數(shù)G，則新的二階多項式曲面參數(shù)C_={clrrew，c2__,c3_ new?。4-new?。5-new?。6-new?。7-newi Cl_new - C l_N2+k1G C2_new - C 2-N2+k2G C3_new - C 3-N2+k3G C4_new - C 4-N2+k4G C5_new - C 5-N2+k5G C6_new - C6-N2+k6G C7_new - C 7-N2+k7G〇7.根據(jù)權(quán)利要求3、4所述的一種定焦鏡頭通光量強度不均校正的方法，其特征在于所 述步驟23或者步驟24之后，還包括步驟25,具體包括： 步驟251 :二階多項式曲面參數(shù)、加權(quán)二階多項式曲面參數(shù)、二維高斯曲面參數(shù)或者加 權(quán)二維高斯曲面參數(shù)中增加兩個參數(shù){cs，c9};則二階多項式曲面參數(shù)和加權(quán)二階多項式 曲面參數(shù)是Ic1,c2,c3,c4,c5,c6,cs，c9} 8個參數(shù)，二維高斯曲面和加權(quán)二維高斯曲面參數(shù)是 Ic1,C2,C3,C4,C5,c6,c7,cs,c9}9個參數(shù)；所述參數(shù){cs,c9}的計算過程為： 步驟252 :令C8取值從5到min(W/2,H/2)，W和H分別為圖像的寬度和高度，二階多項 式曲面參數(shù)和二維高斯曲面參數(shù)中構(gòu)造矩陣Y為：加權(quán)二階多項式曲面參數(shù)和加權(quán)二維高斯曲面參數(shù)中構(gòu)造矩陣Y為：步驟253 :令〇9為XC-V與Y之間誤差的平均值C9=mean(XC-V-Y) 步驟254 :計算誤差err，二階多項式曲面及加權(quán)二階多項式曲面為：err= (XC-Y-V-C9)T(XC-Y-V-C9) 二維高斯曲面及加權(quán)二維高斯曲面為err= (XC-V，）T (XC-V，） V' =In(exp(V) _Y_c9) 在C8的所有取值中選取誤差err最小的一組{c8,c9}。8. -種變焦鏡頭通光量強度不均校正方法校正方法，其特征在于包括： 步驟121 :在焦距F范圍內(nèi)從最小到最大每隔一定間距取一個焦距樣本點，間距設(shè)定 在20mm到200mm之間； 步驟122 :在每個焦距樣本點上執(zhí)行所述步驟1到步驟2的定焦鏡頭自動校正方法，并 分別記錄平滑曲面參數(shù)； 步驟123 :對焦距值F=fb，且fb不是焦距樣本點，取不超過fb的最大焦距樣本點fa， 該樣本點測得平滑曲面參數(shù)記為Ca;不小于fb的最小焦距樣本點f。，該樣本點測得平滑曲 面參數(shù)記為C。;則在F=fb焦距值的平滑曲面參數(shù)為：步驟124 :步驟通過平滑曲面參數(shù)c生成校正模板It; 步驟：125 :在計算出校正模板、后，每次拍照生成圖像I，對I執(zhí)行Γ=I. /It 其中./為點除運算，即讓對應(yīng)行數(shù)和列數(shù)的像素做除法；然后將I'像素數(shù)值的分布?xì)w 一化處理至0到255區(qū)間，對圖像亮度不均的像素Ir進行校正， Ir=sJ+S29. 一種定焦鏡頭通光量強度不均校正的裝置，其特征在于包括： 平均圖像生成裝置，用于采集大量圖像，并生成平均圖像IA; 平滑誤差曲面參數(shù)計算裝置，用于對平均圖像Ia進行平滑曲面最小誤差擬合，計算平 滑曲面參數(shù)C; 校正模板裝置，用于通過平滑曲面參數(shù)c，生成校正模板It; 圖像像素校正裝置，用于在計算出校正模板、后，每次拍照生成圖像I，對I執(zhí)行Γ=I. /It 其中./為點除運算，即讓對應(yīng)行數(shù)和列數(shù)的像素做除法；然后將I'像素數(shù)值的分布?xì)w 一化處理至0到255區(qū)間，對圖像亮度不均的像素Ir進行校正， Ir=sJ+S2
【專利摘要】本發(fā)明涉及原始圖像信號處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種定焦、變焦鏡頭通光量強度不均校正方法及裝置，其無需額外設(shè)備實現(xiàn)自動鏡頭亮度校正，尤其適合戶外環(huán)境下使用的長焦鏡頭。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出自動對通光量強度區(qū)域分布不均勻問題進行校正的方法及裝置。本發(fā)明首先通過大量采集圖像生成平均圖像；然后對平均圖像進行平滑曲面最小誤差擬合；最后通過平滑曲面參數(shù)生成校正模板。在圖像拍攝過程中，原始數(shù)據(jù)除以校正模板，再做歸一化處理可以校正亮度不均勻問題。進一步的在兩次自動校正方法運行完成后，可以手動設(shè)置鏡頭形變系數(shù)，快速校正定焦鏡頭通光量強度區(qū)域分布不均勻問題。
【IPC分類】G06T7/00
【公開號】CN105389796
【申請?zhí)枴緾N201510669831
【發(fā)明人】隋運峰, 鐘琦, 李華瓊, 鄢丹青, 張中僅, 王雨果
【申請人】中國民用航空總局第二研究所
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月13日