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1、2O16．07兵工自動(dòng)化35(7)OrdnanceIndustryAutomationdoi：10．7690／bgzdh．2016．07．015基于Chebyshev插值算法的實(shí)時(shí)魚眼圖像校正余鑫，胡方德，吳軍(湖南華南光電(集團(tuán))有限責(zé)任公司產(chǎn)品研發(fā)部，湖南常德415000)摘要：針對(duì)魚眼鏡頭由于視場(chǎng)大而導(dǎo)致畸變的問題，對(duì)其拍攝的視頻圖像進(jìn)行畸變校正。采用Chebyshev插值算法，將魚眼鏡頭的非線性校正函數(shù)轉(zhuǎn)換為多項(xiàng)式校正函數(shù)，采用流水線法快速計(jì)算多項(xiàng)式校正函數(shù)，并通過實(shí)例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表
2、明：該方法能實(shí)現(xiàn)FPGA(fieldprogrammablegatearray)平臺(tái)上的實(shí)時(shí)魚眼校正，其效果明顯，實(shí)時(shí)性強(qiáng)。關(guān)鍵詞：Chebyshev插值；魚眼校正；FPGA中圖分類號(hào)：TP301．6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：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)邏輯實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)式校正函數(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)魚眼視頻圖像進(jìn)行校正。魚眼鏡頭是一種特殊的超廣角鏡頭，有著寬廣的視場(chǎng)，其視場(chǎng)通常接近或等于18O。，在監(jiān)控、軍2獲取畸變函數(shù)事、攝影等方面得到廣泛的應(yīng)用[1】。也正是由于其畸變函數(shù)可通過
6、光學(xué)理論計(jì)算和對(duì)魚眼鏡頭進(jìn)視場(chǎng)大而導(dǎo)致了不可避免的畸變，對(duì)觀測(cè)造成嚴(yán)重行實(shí)際測(cè)量2種方法得到，理論計(jì)算可得到一個(gè)畸影響；因此，一般要對(duì)其拍攝的圖像或視頻進(jìn)行畸變函數(shù)公式，而實(shí)際測(cè)量得到的是一個(gè)離散畸變函變校正。進(jìn)行視頻畸變校正的主要困難在于非線性數(shù)表，兩者對(duì)后續(xù)的Chebyshev插值幾乎沒有影響。校正函數(shù)的計(jì)算以及保證視頻校正的實(shí)時(shí)性。目前為方便起見，筆者采取理論計(jì)算方式獲取畸變函數(shù)。在FPGA平臺(tái)上針對(duì)非線性計(jì)算主要采用cordic算法，這種算法局限性很大，且不利于全視場(chǎng)的校正：也有在PC機(jī)平
7、臺(tái)上用多項(xiàng)式進(jìn)行擬合的，但是實(shí)時(shí)性差，而且耗費(fèi)資源；還有一些神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方面的校正方法，應(yīng)用較少。筆者通過研究，提出采用Chebyshev插值法結(jié)合多項(xiàng)式流水線計(jì)算方法來(lái)解決此問題，該方法可以方便地在FPGA平臺(tái)上實(shí)施。鏡頭l校正方法概述jE!l且I且l旦且ll且I且l魚眼鏡頭的畸變屬于桶形畸變，其畸變主要發(fā)圖1等距投影生在徑向方向上；因此，筆者只針對(duì)徑向畸變做相魚眼鏡頭的桶形畸變是設(shè)計(jì)時(shí)故意引入的，_關(guān)校正。校正過程分3步：1)獲取魚眼鏡頭徑向畸般不當(dāng)作像差處理，而認(rèn)為是投影成像的結(jié)果。魚變函數(shù)(以
8、下簡(jiǎn)稱畸變函數(shù))，轉(zhuǎn)換得到校正函數(shù)；眼鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)類型按投影方法分為體視投影2)針對(duì)校正函數(shù)取樣若干個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行型、等距投影型、等立體角投影型和正投影型【2】。Chebyshev插值，得到一個(gè)多項(xiàng)式校正函數(shù)；3)用筆者采用一個(gè)焦距為1．56mm的180。視場(chǎng)魚眼鏡收稿日期：2016—03-20：修回日期：2016-05—07作者簡(jiǎn)介：余鑫(1985一)，男，湖南人，學(xué)士，工程師，從事自動(dòng)控制技術(shù)及圖像處理研究。·56·兵工自動(dòng)化第35卷頭，它是等距投影型的。等距投影的截面
