專(zhuān)利名稱(chēng)：嵌入式系統(tǒng)及其進(jìn)行視頻矯正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)，尤其涉及車(chē)載嵌入式系統(tǒng)的視頻矯正方法。
背景技術(shù)：
魚(yú)眼攝像頭具有焦距短、視角廣的優(yōu)點(diǎn)，其拍攝的視場(chǎng)角可以達(dá)到甚至超過(guò)180 度。但是，魚(yú)眼攝像頭拍攝到的圖像具有魚(yú)眼失真(也稱(chēng)為擴(kuò)散失真)，因此，在后續(xù)的視頻 處理中需要進(jìn)行魚(yú)眼矯正。此外，如果攝像頭的長(zhǎng)寬比與顯示屏幕的長(zhǎng)寬比不相同，那么， 在視頻顯示之前還必須進(jìn)行矩形矯正，以便于在顯示屏幕上顯示視頻。傳統(tǒng)的處理方法是先進(jìn)行魚(yú)眼矯正，然后再進(jìn)行矩形矯正，接著將二維物體投射 到視頻圖像的三維空間中。這些處理需要多次的硬件加速或者需要復(fù)雜的軟件計(jì)算量，對(duì) 硬件要求較高。而嵌入式系統(tǒng)的計(jì)算能力一般較差，在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的魚(yú)眼矯正、矩形 矯正、二維物體投射等處理的硬件成本較高。因此，亟需一種改進(jìn)的進(jìn)行視頻矯正的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供一種進(jìn)行視頻矯正的方法，包括以下步驟根據(jù)魚(yú)眼失真獲 取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子，所述第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子分 別對(duì)應(yīng)于視頻的第一投影方向和第二投影方向；根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因 子，得到第一綜合矯正因子；根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正因子，得到第二綜合矯正 因子；使用所述第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所述視頻進(jìn)行矯正。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述第一魚(yú)眼矯正因子對(duì)應(yīng)于所述視頻的橫向投影，所 述第二魚(yú)眼矯正因子對(duì)應(yīng)于所述視頻的縱向投影。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，“根據(jù)魚(yú)眼失真獲取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正 因子”的步驟中，包括將圓形的魚(yú)眼失真轉(zhuǎn)換為橢圓形的擴(kuò)散失真。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，“根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因子”的步驟中包 括根據(jù)矩形失真的橫向失真分量調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因子；“根據(jù)矩形失真調(diào)整所述 第二魚(yú)眼矯正因子”的步驟中包括根據(jù)矩形失真的縱向失真分量調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正 因子。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，“使用所述第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所 述視頻進(jìn)行矯正”的步驟包括X = fx(x', y' ) (jl)；y = fy(x', y' ) (j2)；其中χ’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，r為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的縱坐 標(biāo)；
χ為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的橫坐標(biāo)，r為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的縱坐標(biāo)；jl為第一綜合矯正因子，j2為第二綜合矯正因子；fx是橫向矯正函數(shù)，fy是縱向矯正函數(shù)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，在車(chē)載嵌入式系統(tǒng)中執(zhí)行所述視頻矯正方法。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種嵌入式系統(tǒng)，包括用于拍攝視頻的攝像頭、用于存 儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、用于處理數(shù)據(jù)的處理器、以及用于顯示視頻的顯示器，其中所述處理器 根據(jù)所述攝像頭的魚(yú)眼失真獲取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子，所述第一魚(yú)眼矯 正因子和第二魚(yú)眼矯正因子分別對(duì)應(yīng)于視頻的橫向投影方向和縱向投影方向；所述處理器 還根據(jù)所述攝像頭的視場(chǎng)寬度與所述顯示器的屏幕寬度的比值調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因 子，得到第一綜合矯正因子；所述處理器還根據(jù)所述攝像頭的視場(chǎng)高度與所述顯示器的屏 幕高度的比值調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正因子，得到第二綜合矯正因子；所述處理器根據(jù)所述 第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所述攝像頭拍攝的視頻進(jìn)行矯正。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述處理器將所述攝像頭的將圓形的魚(yú)眼失真轉(zhuǎn)換為橢 圓形的擴(kuò)散失真。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述處理器進(jìn)行如下計(jì)算X = fx(x', y' ) (jl)；y = fy(x', y' ) (j2)；其中χ’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，r為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的縱坐 標(biāo)；χ為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的橫坐標(biāo)，γ'為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的縱坐標(biāo)；jl為第一綜合矯正因子，j2為第二綜合矯正因子；fx是橫向矯正函數(shù)，fy是縱向矯正函數(shù)。作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述嵌入式系統(tǒng)為車(chē)載駐車(chē)輔助系統(tǒng)，所述攝像頭用于 拍攝車(chē)身外的視頻，所述顯示器用于顯示經(jīng)過(guò)矯正的視頻。實(shí)施本發(fā)明，能夠?qū)Ⅳ~(yú)眼失真的矯正以及矩形失真的矯正合并在一起進(jìn)行處理， 減少了計(jì)算量，降低了對(duì)硬件的要求，降低了硬件成本，尤其適用于計(jì)算能力不強(qiáng)的嵌入式 系統(tǒng)中。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的嵌入式系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的進(jìn)行視頻矯正的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的嵌入式系統(tǒng)，該嵌入式系統(tǒng)為車(chē)載駐車(chē)輔助系統(tǒng)。 該車(chē)載駐車(chē)輔助系統(tǒng)包括攝像頭11、處理器13、顯示器15以及存儲(chǔ)器17。其中，攝像頭 11安裝到車(chē)身外，用于拍攝車(chē)身外的視頻。攝像頭11為魚(yú)眼鏡頭，優(yōu)選地，其視場(chǎng)角接近180°甚至大于180°，以便于拍攝盡可能廣的視場(chǎng)。處理器13主要用于對(duì)攝像頭11拍攝 的視頻進(jìn)行處理，以便于在顯示器15的顯示屏顯示。存儲(chǔ)器17與攝像頭11、處理器13、顯 示器連接，用于存儲(chǔ)有關(guān)的初始數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)和/或最終數(shù)據(jù)。圖2是圖1所示嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行視頻矯正的流程圖。下面結(jié)合圖1和圖2對(duì)本發(fā) 明的視頻矯正方法進(jìn)行闡述。步驟21中，根據(jù)魚(yú)眼失真獲取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子。本實(shí)施例 中，第一魚(yú)眼矯正因子對(duì)應(yīng)于視頻的橫向投影方向，第二魚(yú)眼矯正因子分別對(duì)應(yīng)于視頻的 縱向投影方向。為了進(jìn)一步減小計(jì)算，本實(shí)施例中將圓形的魚(yú)眼失真轉(zhuǎn)換成橢圓形的擴(kuò)散失真。 這種情況下，第一魚(yú)眼矯正因子與攝像頭11的視場(chǎng)寬度《、橢圓形視場(chǎng)的焦距c有關(guān)，而第 二魚(yú)眼矯正因子與該攝像頭11的視場(chǎng)高度h、橢圓形視場(chǎng)的短軸b有關(guān)。步驟23中，根據(jù)矩形失真調(diào)整第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子，從而得到 第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子。具體地，將矩形失真分解為橫向失真分量和縱向 失真分量，橫向失真分量與攝像頭11的視場(chǎng)寬度W與顯示器15的屏幕寬度W’的比值有關(guān)， 縱向失真分量與攝像頭11的視場(chǎng)高度h與所述顯示器的屏幕高度h’的比值有關(guān)。根據(jù)橫 向失真分量調(diào)整所述第一魚(yú)眼失真矯正因子，從而得到第一綜合矯正因子；根據(jù)縱向失真 分量調(diào)整所述第二魚(yú)眼失真矯正因子，從而得到第二綜合矯正因子。第一魚(yú)眼矯正因子、第 二魚(yú)眼矯正因子的調(diào)整過(guò)程，可以在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。進(jìn)行上述調(diào)整之后，第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子包括了魚(yú)眼失真的矯 正參數(shù)和矩形失真的矯正參數(shù)。也就是說(shuō)，第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子既可以 用于矯正只存在魚(yú)眼失真的視頻，也可以用于矯正只存在矩形失真的視頻，還可以用于矯 正同時(shí)存在魚(yú)眼失真和矩形失真的視頻。具體到車(chē)載駐車(chē)輔助系統(tǒng)，可以根據(jù)攝像頭11本身的視角、輸出長(zhǎng)寬比等參數(shù)， 以及安裝攝像頭11時(shí)的安裝高度、安裝俯角、屏幕長(zhǎng)寬比等工程參數(shù)對(duì)第一綜合矯正因子 和第二綜合矯正因子進(jìn)行微調(diào)，使得經(jīng)過(guò)第一和第二綜合矯正因子矯正后的視頻與真實(shí)的 視頻盡可能地吻合。這種微調(diào)也可以是計(jì)算機(jī)上執(zhí)行。步驟25中，使用第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)視頻進(jìn)行矯正。具體 地，根據(jù)第一綜合矯正因子、第二綜合矯正因子對(duì)攝像頭11拍攝到的原始視頻中的各坐標(biāo) 點(diǎn)進(jìn)行換算，以得到矯正后的新坐標(biāo)。例如，若原始視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)是(X’，y’)，那么，矯正 后的坐標(biāo)點(diǎn)(x，y)可以表示為x = fx(x，，y，)(jl);以及y = fy(x', y' ) (j2)0其中χ’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，r為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的縱坐 標(biāo)；χ為某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的橫坐標(biāo)，γ'為某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的縱坐標(biāo)；jl為第一綜合矯正因子，j2為第二綜合矯正因子；fx是橫向矯正函數(shù)(橫向投影映射函數(shù))，fy是縱向矯正函數(shù)(縱向投影映射函 數(shù))。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，具體投影映射算法是χ = SCREEN_WIDTH*m_fCurveEffectl*(ANGLE_TO_ PI (fHoriAngle0fView/2)-atan(x' /sqrt(x' Center^x' Center+y' Center^y' Center)))/ ANGLE_T0_PI(fHoriAngleOfView)；y = SCREEN_HEIGHT*m_fCurveEffect2*(ANGLE_T0_PI(90-m_fCameraAngle+fVer tAngleOfView/2)-atan (y 7m_fCameraHeight))/ANGLE_T0_PI(fVertAngleOfView)；其中SCREEN_WIDTH是顯示器15的屏幕寬度W，，用像素表示；SCREEN_HEIGHT是顯示器15的屏幕高度h，，用象素表示；m_fCurveEffectl是第一魚(yú)眼矯正因子；m_fCurveEffect2是第二魚(yú)眼矯正因子；ANGLE_T0_PI ()是一個(gè)將角度單位由度轉(zhuǎn)換到PI (弧度)的函數(shù)；fHoriAngleOfView是攝像頭11的水平(橫向)視角；fVertAngleOfView是攝像頭11的垂直(縱向)視角；m_fCameraAngle是安裝攝像頭11時(shí)的視線(xiàn)方向與水平的俯角；m_fCameraHeight是安裝攝像頭11時(shí)的距離地面的高度；χ’、y’為原始二維視頻中的某一坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)；χ’ Center和y’ Center為車(chē)輛轉(zhuǎn)彎半徑的圓點(diǎn)；χ、y是經(jīng)過(guò)矯正計(jì)算后得到的新坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。如上所述，本發(fā)明的第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子綜合了魚(yú)眼失真矯正 和矩形失真矯正，從而能夠?qū)Ⅳ~(yú)眼失真和矩形失真和合并在一起進(jìn)行矯正，減輕了計(jì)算量， 降低了硬件成本。此外，在矯正過(guò)程中，通過(guò)投影映射函數(shù)完成了映射過(guò)程，但是，實(shí)施本發(fā) 明的視頻矯正過(guò)程，相當(dāng)于合并了魚(yú)眼失真矯正、矩形失真矯正以及視頻的投影映射，這種 處理方法相對(duì)于傳統(tǒng)的處理方法節(jié)省了大量的計(jì)算量，極大地降低了對(duì)硬件的要求。本發(fā)明的進(jìn)行視頻矯正的方法尤其適用于嵌入式系統(tǒng)中，因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)的計(jì)算 能力有限，不適宜使用傳統(tǒng)的視頻矯正方法。優(yōu)選地，本發(fā)明的進(jìn)行視頻矯正的方法適用到 車(chē)載駐車(chē)輔助系統(tǒng)等車(chē)載嵌入式系統(tǒng)中。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，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)。
權(quán)利要求
一種進(jìn)行視頻矯正的方法，其特征在于，包括以下步驟根據(jù)魚(yú)眼失真獲取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子，所述第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子分別對(duì)應(yīng)視頻的第一投影方向和第二投影方向；根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因子，得到第一綜合矯正因子；根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正因子，得到第二綜合矯正因子；使用所述第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所述視頻進(jìn)行矯正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)行視頻矯正的方法，其特征在于，所述第一魚(yú)眼矯正因子 對(duì)應(yīng)于所述視頻的橫向投影，所述第二魚(yú)眼矯正因子對(duì)應(yīng)于所述視頻的縱向投影。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)行視頻矯正的方法，其特征在于，“根據(jù)魚(yú)眼失真獲取第一 魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子”的步驟中，包括將圓形的魚(yú)眼失真轉(zhuǎn)換為橢圓形的擴(kuò) 散失真。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的進(jìn)行視頻矯正的方法，其特征在于“根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因子”的步驟中包括根據(jù)矩形失真的橫向失真 分量調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因子；“根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正因子”的步驟中包括根據(jù)矩形失真的縱向失真 分量調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正因子。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的進(jìn)行視頻矯正的方法，其特征在于，“使用所 述第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所述視頻進(jìn)行矯正”的步驟包括χ = fx(x，，y，) (jl)； y = fy(x，，y，) (j2)； 其中χ’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的縱坐標(biāo)； χ為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的橫坐標(biāo)，r為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的縱坐標(biāo)； jl為第一綜合矯正因子，j2為第二綜合矯正因子； fx是橫向矯正函數(shù)，fy是縱向矯正函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的進(jìn)行視頻矯正的方法，其特征在于，在車(chē)載嵌入式系統(tǒng)中執(zhí) 行所述視頻矯正方法。
7.一種嵌入式系統(tǒng)，包括用于拍攝視頻的攝像頭、用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、用于處理數(shù) 據(jù)的處理器、以及用于顯示視頻的顯示器，其中所述處理器根據(jù)所述攝像頭的魚(yú)眼失真獲取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子， 所述第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子分別對(duì)應(yīng)于視頻的橫向投影方向和縱向投影 方向；所述處理器還根據(jù)所述攝像頭的視場(chǎng)寬度與所述顯示器的屏幕寬度的比值調(diào)整所述 第一魚(yú)眼矯正因子，得到第一綜合矯正因子；所述處理器還根據(jù)所述攝像頭的視場(chǎng)高度與所述顯示器的屏幕高度的比值調(diào)整所述 第二魚(yú)眼矯正因子，得到第二綜合矯正因子；所述處理器根據(jù)所述第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所述攝像頭拍攝的視 頻進(jìn)行矯正。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器將所述攝像頭的將圓形的魚(yú)眼失真轉(zhuǎn)換為橢圓形的擴(kuò)散失真。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器進(jìn)行如下計(jì)算 χ = fx(x，，y，) (jl)；y = fy(x，，y，) (j2)； 其中χ’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y’為待矯正的視頻中某坐標(biāo)點(diǎn)的縱坐標(biāo)； χ為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的橫坐標(biāo)，r為所述某坐標(biāo)點(diǎn)的矯正后的縱坐標(biāo)； jl為第一綜合矯正因子，j2為第二綜合矯正因子； fx是橫向矯正函數(shù)，fy是縱向矯正函數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任意一項(xiàng)所述的嵌入式系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式系統(tǒng) 為車(chē)載駐車(chē)輔助系統(tǒng)，所述攝像頭用于拍攝車(chē)身外的視頻，所述顯示器用于顯示經(jīng)過(guò)矯正 的視頻。
全文摘要
本發(fā)明涉及嵌入式系統(tǒng)及其進(jìn)行視頻矯正的方法。該嵌入式系統(tǒng)包括用于拍攝視頻的攝像頭、用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、用于處理數(shù)據(jù)的處理器、以及用于顯示視頻的顯示器。該視頻矯正方法包括以下步驟根據(jù)魚(yú)眼失真獲取第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子，所述第一魚(yú)眼矯正因子和第二魚(yú)眼矯正因子分別對(duì)應(yīng)于視頻的第一投影方向和第二投影方向；根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第一魚(yú)眼矯正因子，得到第一綜合矯正因子；根據(jù)矩形失真調(diào)整所述第二魚(yú)眼矯正因子，得到第二綜合矯正因子；使用所述第一綜合矯正因子和第二綜合矯正因子對(duì)所述視頻進(jìn)行矯正。本發(fā)明對(duì)魚(yú)眼失真矯正、矩形失真矯正以及視頻的投影映射進(jìn)行合并處理，減少了計(jì)算量，降低了對(duì)硬件的要求。
文檔編號(hào)H04N5/74GK101917577SQ20101023238
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者黃健 申請(qǐng)人:惠州市華陽(yáng)通用電子有限公司