本申请属于机器视觉领域,尤其涉及一种镜头阴影校正方法、系统、电子设备和存储介质。
背景技术:
1、对于由相机和镜头组合形成的成像模组,若光线经过镜头垂直照射在相机内图像传感器的中心区域,则光线照射在图像传感器的其他区域存在一定角度。由于图像传感器的工艺原因,图像传感器对于不同入射角度光线的响应度是不同的。具体的,当光线的入射角度越大,则响应度越弱,导致生成的图像中出现中间亮,四周暗的情况,即存在阴影问题。
2、现有的阴影校正方法中,通常需要均匀光源,并且将相机和镜头绑定在一起进行校正,使得生成的一套校正系数只能用于特定的相机和镜头的组合。
3、在工业机器视觉领域中,用户通常分开购买相机和镜头,使得出厂标定后的成像模组,在用户替换镜头后,重新面临阴影校正问题。然而,由于大多数用户的工作场景中不具备均匀光源的标准环境,导致其无法自主对阴影问题进行校正。
4、因此,亟须一种镜头阴影校正方法,解决上述问题。
技术实现思路
1、本申请提出的一种镜头阴影校正方法、系统、电子设备和存储介质,用于针对调换镜头后的成像模组,实现无均匀光源下的阴影校正。
2、为实现上述目的,本申请提出了以下技术方案:
3、在本申请的第一方面,提供了一种镜头阴影校正方法,包括:
4、获取待校正图像;其中,待校正图像表示由待校正成像模组生成的图像;成像模组包括相机和镜头;
5、基于预设的坐标转换模型,转换待校正图像中每一像素点的像素坐标,得到第一坐标;
6、基于校正系数模型,计算第一坐标的函数值,作为待校正图像内对应像素点的校正系数;其中,校正系数模型由已校正成像模组生成;已校正成像模组与待校正成像模组内的相机相同;
7、基于校正系数,校正待校正图像中的像素值,得到校正后的图像。
8、可选的,坐标转换模型包括:第一坐标与像素坐标分别在水平方向和垂直方向上的线性函数模型;其中,基于光心点的偏移量和缩放倍率确定线性函数模型内的参数;光心点表示成像模组内镜头的光轴对应的像素点;缩放倍率为已校正成像模组的像距与待校正成像模组的像距的比值。
9、可选的,坐标转换模型包括:
10、x'=ku(x+xu);
11、y'=ku(y+yu);
12、其中,x表示水平方向上像素点的坐标;y表示垂直方向上像素点的坐标;x'表示水平方向上的转换后坐标;y'表示垂直方向上的转换后坐标;xu表示水平方向上已校正成像模组与待校正成像模组之间光心点的位移量;yu表示垂直方向上已校正成像模组与待校正成像模组之间光心点的位移量;ku表示缩放倍率。
13、可选的,坐标转换模型与色彩通道一一对应,且不同色彩通道对应的坐标转换模型中缩放倍率不同,以兼容校正不同波长的入射光。
14、可选的,校正系数模型还包括:
15、f(x,y)=fh(x-xc)×fv(y-yc);
16、其中,f(x,y)表示像素点(x,y)对应的校正系数;xc表示光心点在水平方向上的坐标;yc表示光心点在垂直方向上的坐标;fh(x-xc)表示为基于水平方向上坐标的多项式拟合模型,(x-xc)为所输入的自变量;fv(y-yc)表示为基于垂直方向上坐标的多项式拟合模型,(y-yc)为所输入的自变量。
17、可选的,多项式拟合模型中仅保留次数为偶数的函数项。
18、可选的,校正系数模型的标定过程包括:
19、获取均匀光源下生成的标准图像;
20、将标准图像均分为多个区域,并计算所有区域中最大像素均值与每一区域中像素均值的比值,作为像素比值;
21、对每一区域中的像素比值和水平方向坐标进行二次函数拟合,并将拟合后函数中极值对应的水平方向坐标,作为光心点的水平方向坐标xc;
22、对每一区域中的像素比值和垂直方向坐标进行二次函数拟合,并将拟合后函数中极值对应的坐标,作为光心点的垂直方向坐标yc;
23、基于每一区域中的像素比值和坐标,拟合得到校正系数模型内的剩余参数;其中,在拟合得到校正系数模型内的剩余参数的过程中,损失函数为非线性优化算法。
24、可选的,当相机为单行像素的线阵相机时,在校正系数模型的参数拟合过程中,每一像素点作为单个区域。
25、在本申请的第二方面,提供了一种镜头阴影校正系统,包括:
26、图像获取模块,用于获取待校正图像;其中,待校正图像表示由待校正成像模组生成的图像;成像模组包括相机和镜头;
27、坐标转换模块,用于基于预设的坐标转换模型,转换待校正图像中每一像素点的像素坐标,得到第一坐标;
28、系数计算模块,用于基于校正系数模型,计算第一坐标的函数值,作为待校正图像内对应像素点的校正系数;其中,校正系数模型由已校正成像模组生成;已校正成像模组与待校正成像模组内的相机相同;
29、像素校正模块,用于基于校正系数,校正待校正图像中的像素值,得到校正后的图像。
30、在本申请的第三方面,提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
31、存储器,用于存放计算机程序;
32、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现第一方面任一项所述的镜头阴影校正方法。
33、在本申请的第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质内存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的镜头阴影校正方法。
34、本申请的有益效果如下:
35、本申请提供了一种镜头阴影校正方法,包括:获取待校正图像;其中,待校正图像表示由待校正成像模组生成的图像;成像模组包括相机和镜头;基于预设的坐标转换模型,转换待校正图像中每一像素点的像素坐标,得到第一坐标;基于校正系数模型,计算第一坐标的函数值,作为待校正图像内对应像素点的校正系数;其中,校正系数模型由已校正成像模组生成;已校正成像模组与待校正成像模组内的相机相同;基于校正系数,校正待校正图像中的像素值,得到校正后的图像。
36、基于上述处理,本申请利用坐标转换模型转换待校正图像中像素的坐标,用于修正不同镜头下光心点偏移和像距不同带来的不利影响,进而通过由已校正成像模组生成的校正系数模型,计算第一坐标对应的校正系数,实现对待校正图像中的阴影校正。
37、由此,针对调换镜头后的成像模组,本申请提供的阴影校正方案,无需在均匀光源重新进行标定,通过坐标转换和利用已标定成像模组的校正系数模型,即可实现镜头阴影校正,扩大了阴影校正方案的适用范围。
1.一种镜头阴影校正方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述坐标转换模型包括,第一坐标与像素坐标分别在水平方向和垂直方向上的线性函数模型;其中,基于光心点的偏移量和缩放倍率确定线性函数模型内的参数;光心点表示成像模组内镜头的光轴对应的像素点;缩放倍率为已校正成像模组的像距与待校正成像模组的像距的比值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述坐标转换模型包括:
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述坐标转换模型与色彩通道一一对应,且不同色彩通道对应的坐标转换模型中缩放倍率不同,以兼容校正不同波长的入射光。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述校正系数模型包括:
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,多项式拟合模型中仅保留次数为偶数的函数项。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述校正系数模型的标定过程包括:
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,当相机为单行像素的线阵相机时,在校正系数模型的标定过程中,每一像素点作为单个区域。
9.一种镜头阴影校正系统,其特征在于,包括:
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,计算机可读存储介质内存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的镜头阴影校正方法。
