CN103208119B - 一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法，包括如下步骤：手持设备拍摄时，检测摄像头与水平方向的水平夹角 ；将手持设备拍摄得到的原始照片以第一边缘为转轴从第一平面旋转所述水平夹角到达第二平面，与第一边缘对应的第二边缘在第一平面的垂直投影为投影直线；计算放缩角的大小：，其中k为摄像头镜头视角畸变系数；在原始照片上确定放缩角的位置，放缩角的顶点在第一边缘的中垂线上，放缩角的两条边分别经过第二边缘的第一端点和第二端点，放缩角的两条边分别与投影直线相交于第三端点和第四端点；将原始照片收缩至四边形内形成新照片。

Description

一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法。

背景技术

随着数码摄影的普及，拥有摄像头的手持设备越来越多。拍照成为用户生活中不可或缺的一部分。但受限于镜头与感应器的空间位置关系，在拍摄高楼大厦时，明显的透视感便会产生，这种现象有时并不是用户希望看到的。

专业的移轴镜头可以通过改变镜组内镜片的轴线方向与感应器的空间关系来纠正这种透视情况，但手持设备限于尺寸和造价，如此实现并不现实。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法，在不增加硬件成本的情况下实现对拍摄出来的透视图像进行校正。

一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法，包括如下步骤：

（1）手持设备拍摄时，检测手持设备的摄像头与水平方向的水平夹角                                               ；

（2）将手持设备拍摄得到的原始照片以第一边缘为转轴从第一平面旋转所述水平夹角到达第二平面，与所述第一边缘对应的第二边缘在第一平面的垂直投影为投影直线；

（3）计算放缩角的大小：，其中为手持设备的摄像头镜头视角畸变系数；

（4）在原始照片上确定放缩角的位置，其中放缩角的顶点在第一边缘的中垂线上，且放缩角的两条边分别经过第二边缘的第一端点和第二端点，放缩角的两条边分别与投影直线相交于第三端点和第四端点；

（5）将原始照片收缩至四边形内，形成新照片，新照片点的像素值是原始照片中的相应点的像素值，其中，经过新照片点的第一直线分别与新照片的第一边和第二边相交于第一交点和第二交点，第一对应点是原始照片中在相应的第一对应边的与第一交点相对应的点，第二对应点是原始照片中在相应的第二对应边的与第二交点相对应的点，且第一交点对第一边的分割比例等于第一对应点对第一对应边的分割比例，第二交点对第二边的分割比例等于第二对应点对第二对应边的分割比例，新照片点对第一线段的分割比例等于相应点对第二线段的分割比例。

优选地，还包括如下步骤：

在新照片中确定一个最大的矩形，其中，该矩形以新第二边缘为其中一个边长、且该矩形在新照片的区域内；

沿着该最大的矩形裁剪新照片得到裁剪照片。

优选地，还包括如下步骤：

将所述裁剪照片等比例放大至设定大小。

优选地，通过陀螺仪检测所述水平夹角。

优选地，所述手持设备是手机。

本发明的有益效果是：在不增加手持设备的硬件设备的情况下，可以有效地消除拍出的照片出现的透视现象。

附图说明

图1是一种实施例的手持设备拍摄物体时的示意图；

图2是一种实施例的手持设备拍摄出的原始照片；

图3是图2的原始照片经过收缩后的新照片；

图4是图3的新照片经过裁剪和放大后的照片；

图5是一种实施例的图2的原始照片的示意图；

图6是图3的新照片的与图5相应的示意图；

图7是另一种实施例的图2的原始照片的示意图；

图8是图3的新照片的与图5相应的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施例作进一步详细说明。

如图1至6所示，一种实施例的校正手持设备拍摄的透视图像的方法，手持设备1可以是手机、平板电脑等，包括如下步骤：

（1）如图1所示，手持设备1拍摄时，检测手持设备与水平方向n的水平夹角；通常，手持设备的摄像头与手持设备的屏幕垂直，而大多数的手持配备有陀螺仪、角度传感器等，因此，当手持设备与水平面n具有一个倾角时，能够被测出来。当手持设备打开摄像头进行拍摄时，陀螺仪工作，实时检测摄像头的法线m与水平面的水平夹角，每当快门被按下时，陀螺仪都会记录下此时排出的照片的水平夹角，每张拍下的照片都会记录对应的水平夹角。

（2）如图2所示，手持设备1拍摄得到原始照片ABDC，从图中可以看出，原始照片ABDC出现明显的透视，图像朝第一边缘AB汇聚，视觉上越靠近第一边缘AB图像中的物体越小。

假设图1中原始照片ABDC处于第一平面，以第一边缘为转轴从第一平面旋转水平夹角到达第二平面，然后，与第一边缘对应的第二边缘向第一平面垂直投影得到投影直线，如图2所示。

（3）接着，计算放缩角的大小：，其中为手持设备1的摄像头镜头视角畸变系数；

（4）在原始照片ABDC上确定放缩角的位置，首先，放缩角的顶点应该在第一边缘（或第二边缘）的中垂线（即原始照片ABDC的其中一条对称线）上；其次，放缩角的两条边必须分别经过第一端点和第二端点，这样，就可以确定放缩角在原始照片ABDC的位置了，而放缩角的两条边分别与投影直线相交于第三端点和第四端点；

（5）将原始照片ABDC收缩至四边形内，形成新照片（因为第一边缘AB上的点并没有变换，为了区分，用和分别代替和），其中，端点A、B、C和D分别对应、、和，具体的变换方法如下：

对于新照片中的任意一个新照片点，其的像素值等于原始照片中的相应点的像素值（即相当于把相应点的像素值填充到新照片点内），作经过新照片点的辅助直线L1，分别与新照片的第一边和第二边相交于第一交点和第二交点，第一对应点和第二对应点分别是原始照片ABDC中与第一交点和第二交点相对应，由于在收缩过程中，存在如下关系：

，，

而、、、、和的长度又是已知的，因此，可以确定交点和交点分别在线段AB和线段AC的位置，进而可以求出线段ES的长度，从而根据，以及已知的线段和线段长度，可以确定的长度，即相应点可以确定，从而将相应点的像素值赋予新照片点。对新照片内所有的新照片点根据上述过程完成像素值的赋值，即完成了新照片收缩。

如图7和8所示，辅助直线L1可以相交于新照片任意两条边，均能适用计算上述过程，例如分别与线段和线段相交，或者分别与线段和相交。

（5）如图3和6所示，在新照片中确定一个最大的矩形（虚线框所示），该矩形以新第二边缘为其中一个边长，整个矩形的区域在新照片的区域内，沿着该最大的矩形裁剪新照片得到裁剪照片。

（6）如图4所示，将裁剪照片等比例放大至设定大小，比如，有可能边缘这个边先到达原始照片ABDC的第二边缘CD的长度，而另外一个边缘还没有到达对应的边缘BD的边长，即停止放大。

Claims (5)

1.一种校正手持设备拍摄的透视图像的方法，其特征是，包括如下步骤：

(1)手持设备拍摄时，检测手持设备的摄像头法线m与水平面的的水平夹角α；

(2)将手持设备拍摄得到的原始照片以第一边缘AB为转轴从第一平面旋转所述水平夹角α到达第二平面，与所述第一边缘AB对应的第二边缘CD在第一平面的垂直投影为投影直线l；

(3)计算放缩角β的大小：β＝k*α，其中k为手持设备的摄像头镜头视角畸变系数；

(4)在原始照片上确定放缩角β的位置，其中放缩角β的顶点在所述第一平面的第一边缘AB的中垂线上，且放缩角β的两条边分别经过第二边缘CD的第一端点C和第二端点D，放缩角β的两条边分别与投影直线l相交于第三端点C'和第四端点D'；

(5)将原始照片收缩至四边形ABD'C'内，形成新照片，新照片点P'的像素值是原始照片中的相应点P的像素值，其中，经过新照片点P'的第一直线分别与新照片的第一边和第二边相交于第一交点S'和第二交点E'，第一对应点S是原始照片中在相应的第一对应边的与第一交点S'相对应的点，第二对应点E是原始照片中在相应的第二对应边的与第二交点E'相对应的点，且第一交点S'对第一边的分割比例等于第一对应点S对第一对应边的分割比例，第二交点E'对第二边的分割比例等于第二对应点E对第二对应边的分割比例，新照片点P'对第一线段E'S'的分割比例等于相应点P对第二线段ES的分割比例。

2.如权利要求1所述的校正手持设备拍摄的透视图像的方法，其特征是，还包括如下步骤：

在新照片中确定一个最大的矩形，其中，该矩形以新第二边缘C'D'为其中一个边长、且该矩形在新照片的区域内；

沿着该最大的矩形裁剪新照片得到裁剪照片。

3.如权利要求2所述的校正手持设备拍摄的透视图像的方法，其特征是，还包括如下步骤：

将所述裁剪照片等比例放大至设定大小。

4.如权利要求1-3任一所述的校正手持设备拍摄的透视图像的方法，其特征是：通过陀螺仪检测所述水平夹角α。

5.如权利要求1-3任一所述的校正手持设备拍摄的透视图像的方法，其特征是：所述手持设备是手机。