基于Chebyshev插值算法的实时鱼眼图像校正

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1、2O16．07兵工自动化35(7)OrdnanceIndustryAutomationdoi：10．7690／bgzdh．2016．07．015基于Chebyshev插值算法的实时鱼眼图像校正余鑫，胡方德，吴军(湖南华南光电(集团)有限责任公司产品研发部，湖南常德415000)摘要：针对鱼眼镜头由于视场大而导致畸变的问题，对其拍摄的视频图像进行畸变校正。采用Chebyshev插值算法，将鱼眼镜头的非线性校正函数转换为多项式校正函数，采用流水线法快速计算多项式校正函数，并通过实例进行实验验证。结果表

2、明：该方法能实现FPGA(fieldprogrammablegatearray)平台上的实时鱼眼校正，其效果明显，实时性强。关键词：Chebyshev插值；鱼眼校正；FPGA中图分类号：TP301．6文献标志码：AFisheyeImageRea1．timeCorrectionMethodBasedonChebyshevInterpolationYruXin．HuFangde．WuJun(Research＆DevelopmentDepartment，HunanHuananOptoelectronic

3、(Group)Co．，Ltd，Changde415000，China)Abstract：Accordingtothedistortionoffisheyelenswhichcausedbywidefield，correctionforitsvideoshouldbeused．TheChebyshevinterpolationmethodforfisheyelensistakenfortransformingnonlinearcorrectingfunctiontopolynomialcorecti

4、ngfunction，andthepipeliningfastcalculatingmethodisusedforcalculatingpolynomialfunction，andexperimentalverificationiscarriedout．Theresultsshowthatthismethodcanimplementreal-timecorrectionforfisheyeimagesbasedonFPGA(fieldprogrammablegatearray)withitseff

5、ectisobviousanditsreal-timeperformanceisexcellent．Keywords：Chebyshevinterpolation；fisheyeimagecorection；FPGAO引言FPGA(fieldprogrammablegatearray)逻辑实现多项式校正函数，实时对鱼眼视频图像进行校正。鱼眼镜头是一种特殊的超广角镜头，有着宽广的视场，其视场通常接近或等于18O。，在监控、军2获取畸变函数事、摄影等方面得到广泛的应用[1】。也正是由于其畸变函数可通过

6、光学理论计算和对鱼眼镜头进视场大而导致了不可避免的畸变，对观测造成严重行实际测量2种方法得到，理论计算可得到一个畸影响；因此，一般要对其拍摄的图像或视频进行畸变函数公式，而实际测量得到的是一个离散畸变函变校正。进行视频畸变校正的主要困难在于非线性数表，两者对后续的Chebyshev插值几乎没有影响。校正函数的计算以及保证视频校正的实时性。目前为方便起见，笔者采取理论计算方式获取畸变函数。在FPGA平台上针对非线性计算主要采用cordic算法，这种算法局限性很大，且不利于全视场的校正：也有在PC机平

7、台上用多项式进行拟合的，但是实时性差，而且耗费资源；还有一些神经网络方面的校正方法，应用较少。笔者通过研究，提出采用Chebyshev插值法结合多项式流水线计算方法来解决此问题，该方法可以方便地在FPGA平台上实施。镜头l校正方法概述jE!l且I且l旦且ll且I且l鱼眼镜头的畸变属于桶形畸变，其畸变主要发图1等距投影生在径向方向上；因此，笔者只针对径向畸变做相鱼眼镜头的桶形畸变是设计时故意引入的，_关校正。校正过程分3步：1)获取鱼眼镜头径向畸般不当作像差处理，而认为是投影成像的结果。鱼变函数(以

8、下简称畸变函数)，转换得到校正函数；眼镜头的光学系统类型按投影方法分为体视投影2)针对校正函数取样若干个点的数据，然后进行型、等距投影型、等立体角投影型和正投影型【2】。Chebyshev插值，得到一个多项式校正函数；3)用笔者采用一个焦距为1．56mm的180。视场鱼眼镜收稿日期：2016—03-20：修回日期：2016-05—07作者简介：余鑫(1985一)，男，湖南人，学士，工程师，从事自动控制技术及图像处理研究。·56·兵工自动化第35卷头，它是等距投影型的。等距投影的截面