CN110031970B - 光学镜头成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开光学镜头成像方法,用于解决如何对光学镜头采集的色光进行校正以及如何对采集的色光进行二进制转换并传输的问题;包括以下步骤:光线通过光学镜头投射到感光元件表层;光线被感光元件表层上滤镜滤掉红外光后并分解成不同的色光;建立像素点阵列;对像素点产生的畸变进行第一次和第二次校正;得到第二次校正后的像素点坐标,并将第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配并编译成颜色二进制代码;将第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配获取得到坐标二进制代码;将二进制代码通过传输装置传输到编译单元;经过编译还原第二次校正后的像素点坐标和颜色,形成图像。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域,尤其涉及光学镜头成像方法。
背景技术
光学镜头是机器视觉***中必不可少的部件,直接影响成像质量的优劣,影响算法的实现和效果。光学镜头从焦距上可分为短焦镜头、中焦镜头,长焦镜头;从视场大小分有广角、标准,远摄镜头;结构上分有固定光圈定焦镜头,手动光圈定焦镜头,自动光圈定焦镜头,手动变焦镜头、自动变焦镜头,自动光圈电动变焦镜头,电动三可变(光圈、焦距、聚焦均可变)镜头等。
现有的光学镜头成像采用将色光分成按照一定比例转换成三原色,然后三原色通过光学信号转换成电信号,然后通过ADC转换成数字信号传输到DSP加工,转换成输出;本发明直接将色光与颜色对照表进行对照,并将坐标和颜色生成二进制信号然后通过传输,进行编译复原坐标和对应颜色,进行显示。
发明内容
本发明的目的在于提供光学镜头成像方法。
本发明所要解决的技术问题为:
(1)如何对光学镜头采集的色光进行校正;
(2)如何对采集的色光进行二进制转换并传输;
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:光学镜头成像方法,包括以下步骤:
S1:光线通过光学镜头投射到感光元件表层;
S2:光线被感光元件表层上滤镜滤掉红外光后并分解成不同的色光;
S3:对不同的色光在平面上建立像素点阵列;对像素点产生的畸变进行第一次和第二次校正;
S4:得到第二次校正后的像素点坐标,并将第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配并编译成颜色二进制代码;
S5:将第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配获取得到坐标二进制代码;
S6:将颜色二进制代码和坐标二进制代码通过传输装置传输到编译单元;经过编译还原第二次校正后的像素点坐标和颜色,形成图像信息。
优选的,所述S3中畸变校正包括枕型畸变校正和桶形畸变校正;所述枕型畸变校正的具体步骤如下:
步骤一:设定感光元件接收到的像素点为畸变像素点;以感光元件中心点为圆心建立畸变像素点阵列坐标系;畸变像素点的坐标记为(Xn,Yn);
步骤二:沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为(Xan,Yan);在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,偏移的距离为|Xan-Xn|;
步骤三:沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向上偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向下偏移,偏移的距离为|Yan-Yn|;
所述桶形畸变校正的具体校正步骤如下:
SS1:设定感光元件接收到的像素点为畸变像素点;以感光元件中心点为圆心建立畸变像素点阵列坐标系;畸变像素点的坐标记为(Xn,Yn);
SS2:沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为(Xan,Yan);在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,偏移的距离为|Xn-Xan|;
SS3:沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向下偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向上偏移,偏移的距离为|Yn-Yan|。
优选的,所述S4中第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配,具体匹配步骤如下:
步骤一:设定颜色对照表的颜色按照顺序记为Ai,i=1……n;Ai对应的颜色二进制代码记为Bi,i=1……n;坐标二进制代码对照表记为Ci;
步骤二:将第二次校正后的像素点上的色光与定颜色对照表的颜色Ai对比,当第二次校正后的像素点上的色光与颜色对照表的颜色Ai相同,则获取Ai对应的颜色二进制代码Bi。
优选的,所述S5中第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配,具体匹配过程如下:
a:设定对比坐标记为Ei,i=1……n;Ei对应的坐标二进制代码记为Di,i=1……n;对比坐标Ei与坐标二进制代码Di组合形成坐标二进制代码对照表;
b:将第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei进行匹配;当第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei相同,则获取对比坐标Ei对应的坐标二进制代码Di。
优选的,所述S6中传输装置包括壳体,所述壳体的内部安装有二进制代码发射板和二进制代码接收板,所述壳体的内部左侧壁通过螺丝安装有代码控制器,所述壳体的内部右侧壁通过螺丝安装有代码接收器;所述二进制代码发射板包括坐标代码发射区和颜色代码发射区;所述坐标代码发射区和颜色代码发射区上均镶嵌有若干组代码发射区;代码发射区由若干个电流发射单元均匀排列组成;二进制代码接收板包括坐标代码接收区和颜色代码接收区;所述坐标代码接收区和颜色代码接收区上均镶嵌有若干组代码接收区,代码接收区由若干个电流识别单元均匀排列组成;电流发射单元与电流识别单元一一对应且电流发射单元与电流识别单元通过导线连接,电流发射单元通过电线与代码控制器电连接;电流识别单元通过电线与代码接收器电连接。
本发明的有益效果:
(1)本发明光线通过光学镜头投射到感光元件表层;光线被感光元件表层上滤镜滤掉红外光后并分解成不同的色光;对不同的色光在平面上建立像素点阵列;对像素点产生的畸变进行第一次和第二次校正;得到第二次校正后的像素点坐标,并将第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配并编译成颜色二进制代码;将第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配获取得到坐标二进制代码;将颜色二进制代码和坐标二进制代码通过传输装置传输到编译单元;经过编译还原第二次校正后的像素点坐标和颜色,形成图像信息;
(2)本发明畸变校正包括枕型畸变校正和桶形畸变校正;沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为Xan,Yan;在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,偏移的距离为|Xan-Xn|;沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向上偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向下偏移,偏移的距离为|Yan-Yn|;
(3)本发明第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配,将第二次校正后的像素点上的色光与定颜色对照表的颜色Ai对比,当第二次校正后的像素点上的色光与颜色对照表的颜色Ai相同,则获取Ai对应的颜色二进制代码Bi;第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配,将第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei进行匹配;当第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei相同,则获取对比坐标Ei对应的坐标二进制代码Di;
(4)本发明代码控制器根据二进制代码控制电流发射单元是否输送电流;当二进制代码中“1”则控制电流发射单元输送电流;二进制代码中“0”则控制电流发射单元不输送电流,电流经过导线传输到电流识别单元,电流识别单元接收到电流,则输出二进制代码“1”;电流识别单元没接收到电流则输出二进制代码“0”;一组代码发射区按照顺序发射一条坐标二进制代码或者颜色二进制代码;一组代码接收区接收对应接收一组代码发射区的有无电流并翻译成二进制代码,并按照顺序形成坐标二进制代码或者颜色二进制代码;然后,将坐标二进制代码或者颜色二进制代码发送至编译单元;编译单元根据二进制代码与坐标二进制代码对照表和颜色对照表进行匹配获得坐标第二次校正后的像素点的坐标和对应的颜色;将颜色按照对应坐标赋上颜色,形成图像。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明光学镜头成像方法的流程图;
图2是本发明第一次校正的示意图;
图3是本发明传输装置的剖视图;
图4是本发明二进制代码发射板主视图;
图5是本发明颜色对照表示意图;
图6是本发明坐标二进制代码对照表示意图;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、2、3、6所示,本发明为光学镜头成像方法,包括以下步骤:
S1:光线通过光学镜头投射到感光元件表层;
S2:光线被感光元件表层上滤镜滤掉红外光后并分解成不同的色光;
S3:对不同的色光在平面上建立像素点阵列;对像素点产生的畸变进行第一次和第二次校正;
S4:得到第二次校正后的像素点坐标,并将第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配并编译成颜色二进制代码;
S5:将第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配获取得到坐标二进制代码;
S6:将颜色二进制代码和坐标二进制代码通过传输装置传输到编译单元;经过编译还原第二次校正后的像素点坐标和颜色,形成图像信息;
畸变校正包括枕型畸变校正和桶形畸变校正;枕型畸变校正的具体步骤如下:
步骤一:设定感光元件接收到的像素点为畸变像素点;以感光元件中心点为圆心建立畸变像素点阵列坐标系;畸变像素点的坐标记为Xn,Yn;
步骤二:沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为Xan,Yan;在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,偏移的距离为|Xan-Xn|;
步骤三:沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向上偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向下偏移,偏移的距离为|Yan-Yn|;
桶形畸变校正的具体校正步骤如下:
SS1:设定感光元件接收到的像素点为畸变像素点;以感光元件中心点为圆心建立畸变像素点阵列坐标系;畸变像素点的坐标记为Xn,Yn;
SS2:沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为Xan,Yan;在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,偏移的距离为|Xn-Xan|;
SS3:沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向下偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向上偏移,偏移的距离为|Yn-Yan|;
第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配,具体匹配步骤如下:
步骤一:设定颜色对照表的颜色按照顺序记为Ai,i=1……n;Ai对应的颜色二进制代码记为Bi,i=1……n;坐标二进制代码对照表记为Ci;
步骤二:将第二次校正后的像素点上的色光与定颜色对照表的颜色Ai对比,当第二次校正后的像素点上的色光与颜色对照表的颜色Ai相同,则获取Ai对应的颜色二进制代码Bi;
第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配,具体匹配过程如下:
a:设定对比坐标记为Ei,i=1……n;Ei对应的坐标二进制代码记为Di,i=1……n;对比坐标Ei与坐标二进制代码Di组合形成坐标二进制代码对照表;
b:将第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei进行匹配;当第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei相同,则获取对比坐标Ei对应的坐标二进制代码Di;
请参阅图4-5所示,传输装置包括壳体101,壳体101的内部安装有二进制代码发射板102和二进制代码接收板103,壳体101的内部左侧壁通过螺丝安装有代码控制器107,代码控制器107用于控制电流发射单元104输出电流和不输出电流;壳体101的内部右侧壁通过螺丝安装有代码接收器108;代码接收器108用于识别代码接收区内电流识别单元106有无电流信号;二进制代码发射板102包括坐标代码发射区109和颜色代码发射区110;坐标代码发射区109和颜色代码发射区110上均镶嵌有若干组代码发射区111;代码发射区111由若干个电流发射单元104均匀排列组成;电流发射单元104用于输出电流信号;二进制代码接收板103包括坐标代码接收区和颜色代码接收区;坐标代码接收区和颜色代码接收区上均镶嵌有若干组代码接收区,代码接收区由若干个电流识别单元106均匀排列组成;电流识别单元106用于识别有无电流信号;电流发射单元104与电流识别单元106一一对应且电流发射单元104与电流识别单元106通过导线105连接,电流发射单元104通过电线与代码控制器107电连接;电流识别单元106通过电线与代码接收器108电连接;代码控制器107根据二进制代码控制电流发射单元104是否输送电流;当二进制代码中“1”则控制电流发射单元104输送电流;二进制代码中“0”则控制电流发射单元104不输送电流,电流经过导线105传输到电流识别单元106,电流识别单元106接收到电流,则输出二进制代码“1”;电流识别单元106没接收到电流则输出二进制代码“0”;一组代码发射区111按照顺序发射一条坐标二进制代码或者颜色二进制代码;一组代码接收区接收对应接收一组代码发射区111的有无电流并翻译成二进制代码,并按照顺序形成坐标二进制代码或者颜色二进制代码;然后,将坐标二进制代码或者颜色二进制代码发送至编译单元;编译单元根据二进制代码与坐标二进制代码对照表和颜色对照表进行匹配获得坐标第二次校正后的像素点的坐标和对应的颜色;将颜色按照对应坐标赋上颜色,形成图像;
本发明的工作原理:光线通过光学镜头投射到感光元件表层;光线被感光元件表层上滤镜滤掉红外光后并分解成不同的色光;对不同的色光在平面上建立像素点阵列;对像素点产生的畸变进行第一次和第二次校正;得到第二次校正后的像素点坐标,并将第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配并编译成颜色二进制代码;将第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配获取得到坐标二进制代码;将颜色二进制代码和坐标二进制代码通过传输装置传输到编译单元;经过编译还原第二次校正后的像素点坐标和颜色,形成图像信息;畸变校正包括枕型畸变校正和桶形畸变校正;沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为Xan,Yan;在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,偏移的距离为|Xan-Xn|;沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向上偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向下偏移,偏移的距离为|Yan-Yn|;第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配,将第二次校正后的像素点上的色光与定颜色对照表的颜色Ai对比,当第二次校正后的像素点上的色光与颜色对照表的颜色Ai相同,则获取Ai对应的颜色二进制代码Bi;第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配,将第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei进行匹配;当第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei相同,则获取对比坐标Ei对应的坐标二进制代码Di;代码控制器107根据二进制代码控制电流发射单元104是否输送电流;当二进制代码中“1”则控制电流发射单元104输送电流;二进制代码中“0”则控制电流发射单元104不输送电流,电流经过导线105传输到电流识别单元106,电流识别单元106接收到电流,则输出二进制代码“1”;电流识别单元106没接收到电流则输出二进制代码“0”;一组代码发射区111按照顺序发射一条坐标二进制代码或者颜色二进制代码;一组代码接收区接收对应接收一组代码发射区111的有无电流并翻译成二进制代码,并按照顺序形成坐标二进制代码或者颜色二进制代码;然后,将坐标二进制代码或者颜色二进制代码发送至编译单元;编译单元根据二进制代码与坐标二进制代码对照表和颜色对照表进行匹配获得坐标第二次校正后的像素点的坐标和对应的颜色;将颜色按照对应坐标赋上颜色,形成图像。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.光学镜头成像方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:光线通过光学镜头投射到感光元件表层;
S2:光线被感光元件表层上滤镜滤掉红外光后并分解成不同的色光;
S3:对不同的色光在平面上建立像素点阵列;对像素点产生的畸变进行第一次和第二次校正;畸变校正包括枕型畸变校正和桶形畸变校正;所述枕型畸变校正的具体步骤如下:
步骤一:设定感光元件接收到的像素点为畸变像素点;以感光元件中心点为圆心建立畸变像素点阵列坐标系;畸变像素点的坐标记为(Xn,Yn);
步骤二:沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为(Xan,Yan);在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向左偏移,位于一、四象限的畸变像素点Xn向右偏移,偏移的距离为|Xan-Xn|;
步骤三:沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向上偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向下偏移,偏移的距离为|Yan-Yn|;
所述桶形畸变校正的具体校正步骤如下:
SS1:设定感光元件接收到的像素点为畸变像素点;以感光元件中心点为圆心建立畸变像素点阵列坐标系;畸变像素点的坐标记为(Xn,Yn);
SS2:沿X轴方向做第一次校正,获取畸变像素点阵列边缘处的畸变像素点坐标记为(Xan,Yan);在坐标Xan处做垂直于X轴的垂线;将位于二、三象限的畸变像素点Xn向右偏移,位于一、四象限的畸变像素点Xn向左偏移,偏移的距离为|Xn-Xan|;
SS3:沿Y轴方向做第二次校正,在坐标Yan处做垂直于Y轴的垂线;将位于一、二象限的畸变像素点Yn向下偏移,位于三、四象限的畸变像素点Xn向上偏移,偏移的距离为|Yn-Yan|;
S4:得到第二次校正后的像素点坐标,并将第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配并编译成颜色二进制代码;第二次校正后的像素点对应的色光与颜色对照表进行匹配,具体匹配步骤如下:
步骤一:设定颜色对照表的颜色按照顺序记为Ai,i=1……n;Ai对应的颜色二进制代码记为Bi,i=1……n;坐标二进制代码对照表记为Ci;
步骤二:将第二次校正后的像素点上的色光与定颜色对照表的颜色Ai对比,当第二次校正后的像素点上的色光与颜色对照表的颜色Ai相同,则获取Ai对应的颜色二进制代码Bi;
S5:将第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配获取得到坐标二进制代码;第二次校正后的像素点坐标与对应坐标二进制代码对照表进行匹配,具体匹配过程如下:
a:设定对比坐标记为Ei,i=1……n;Ei对应的坐标二进制代码记为Di,i=1……n;对比坐标Ei与坐标二进制代码Di组合形成坐标二进制代码对照表;
b:将第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei进行匹配;当第二次校正后的像素点的坐标与对比坐标Ei相同,则获取对比坐标Ei对应的坐标二进制代码Di;
S6:将颜色二进制代码和坐标二进制代码通过传输装置传输到编译单元;经过编译还原第二次校正后的像素点坐标和颜色,形成图像信息;传输装置包括壳体(101),所述壳体(101)的内部安装有二进制代码发射板(102)和二进制代码接收板(103),所述壳体(101)的内部左侧壁通过螺丝安装有代码控制器(107),所述壳体(101)的内部右侧壁通过螺丝安装有代码接收器(108);所述二进制代码发射板(102)包括坐标代码发射区(109)和颜色代码发射区(110);所述坐标代码发射区(109)和颜色代码发射区(110)上均镶嵌有若干组代码发射区(111);代码发射区(111)由若干个电流发射单元(104)均匀排列组成;二进制代码接收板(103)包括坐标代码接收区和颜色代码接收区;所述坐标代码接收区和颜色代码接收区上均镶嵌有若干组代码接收区,代码接收区由若干个电流识别单元(106)均匀排列组成;电流发射单元(104)与电流识别单元(106)一一对应且电流发射单元(104)与电流识别单元(106)通过导线(105)连接,电流发射单元(104)通过电线与代码控制器(107)电连接;电流识别单元(106)通过电线与代码接收器(108)电连接。
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2019
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