本申請涉及計算機領(lǐng)域，尤其涉及一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法及設(shè)備。

背景技術(shù)：

魚眼鏡頭下得到的魚眼圖像存在一定的畸變現(xiàn)象，不能直接使用該魚眼圖像來進(jìn)行圖像處理，故需要對魚眼圖像先進(jìn)行畸變矯正，然而魚眼圖像對應(yīng)的畸變矯正參數(shù)會直接影響到畸變矯正的效果。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法，需要經(jīng)過訓(xùn)練的專業(yè)人員在特定的房間內(nèi)進(jìn)行魚眼圖像的采集，或使用平板棋盤放在特定的位置來采集魚眼圖像，然后將魚眼圖像和房間或平板棋盤的位置參數(shù)輸入特定的計算機軟件中，計算得到畸變矯正參數(shù)。由于傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法需要專業(yè)人員在平板棋盤或特定的環(huán)境下進(jìn)行魚眼圖像的畸變矯正參數(shù)的計算，導(dǎo)致實施難度大。

而通過魚眼圖像中直線檢測的方法雖然能夠自動計算得到畸變矯正參數(shù)，但使用該方法得到的結(jié)果誤差較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的目的是提供一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法及設(shè)備，以解決采用傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法導(dǎo)致實施難度大、采用直線檢測自動標(biāo)定法導(dǎo)致畸變矯正誤差大的問題。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法，該方法包括：

獲取等距魚眼鏡頭下的魚眼圖像；

確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；

根據(jù)所述徑向亮度梯度圖，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；

基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面。

進(jìn)一步地，所述確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：

將所述魚眼圖像轉(zhuǎn)化為亮度圖，以確定對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：

對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像；

確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述降采樣后的魚眼圖像分辨率為500-1000像素。

進(jìn)一步地，所述確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：

計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值；

根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，包括：

獲取所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；

基于預(yù)置的相鄰點獲取規(guī)則，從所述像素點的徑向方向的兩側(cè)分別獲取相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；

基于所述相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；

基于所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值和所述插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定所述魚眼圖像中的像素點的徑向亮度梯度值。

進(jìn)一步地，所述相鄰像素點的坐標(biāo)包括以下任一項：

所述像素點的上方像素點的坐標(biāo)和右上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右上方像素點的坐標(biāo)和右方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右方像素點的坐標(biāo)和右下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右下方像素點的坐標(biāo)和下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的下方像素點的坐標(biāo)和左下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左下方像素點的坐標(biāo)和左方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左方像素點的坐標(biāo)和左上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左上方像素點的坐標(biāo)和上方中像素點的坐標(biāo)。

進(jìn)一步地，所述計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，包括：

預(yù)置所述魚眼圖像的中心像素點和圖像邊緣像素點的徑向亮度梯度值為0。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述徑向亮度梯度圖，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，包括：

在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選取中心位置及其對應(yīng)的參考半徑；

在以所述中心位置為圓心且所述參考半徑為半徑的篩選圓弧上，基于所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)置的篩選因子函數(shù)，確定篩選因子值；

基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

進(jìn)一步地，所述基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，包括：

將所述篩選因子值最大時對應(yīng)的篩選圓弧確定為所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣；

將所述篩選因子最大時對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑分別確定為所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

進(jìn)一步地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑與所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值確定。

進(jìn)一步地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑、所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)設(shè)的徑向亮度梯度值閾值確定。

進(jìn)一步地，所述徑向亮度梯度值閾值為固定值或由所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值確定。

進(jìn)一步地，所述徑向亮度梯度值閾值為2或

其中，b為所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值。

進(jìn)一步地，所述基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面之后，還包括：

基于預(yù)設(shè)的輸出模型，將所述魚眼圖像從所述空間球面映射為輸出圖像。

根據(jù)本申請的另一方面，還提供了一種魚眼鏡頭的標(biāo)定設(shè)備，該設(shè)備包括：

獲取裝置，用于獲取等距魚眼鏡頭下的魚眼圖像；

梯度圖確定裝置，用于確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；

圓心半徑確定裝置，用于根據(jù)所述徑向亮度梯度圖，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；

映射裝置，用于基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面。

進(jìn)一步地，所述梯度圖確定裝置，用于：

將所述魚眼圖像轉(zhuǎn)化為亮度圖，以確定對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述梯度圖確定裝置，用于：

對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像；

確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述降采樣后的魚眼圖像分辨率為500-1000像素。

進(jìn)一步地，所述梯度圖確定裝置包括：

梯度值確定單元，用于計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值；

梯度圖確定單元，用于根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述梯度值確定單元，用于：

獲取所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；

基于預(yù)置的相鄰點獲取規(guī)則，從所述像素點的徑向方向的兩側(cè)分別獲取相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；

基于所述相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；

基于所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值和所述插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定所述魚眼圖像中的像素點的徑向亮度梯度值。

進(jìn)一步地，所述相鄰像素點的坐標(biāo)包括以下任一項：

所述像素點的上方像素點的坐標(biāo)和右上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右上方像素點的坐標(biāo)和右方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右方像素點的坐標(biāo)和右下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右下方像素點的坐標(biāo)和下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的下方像素點的坐標(biāo)和左下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左下方像素點的坐標(biāo)和左方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左方像素點的坐標(biāo)和左上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左上方像素點的坐標(biāo)和上方中像素點的坐標(biāo)。

進(jìn)一步地，所述梯度值確定單元，用于：

預(yù)置所述魚眼圖像的中心像素點和圖像邊緣像素點的徑向亮度梯度值為0。

進(jìn)一步地，所述圓心半徑確定裝置包括：

選取單元，用于在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選取中心位置及其對應(yīng)的參考半徑；

篩選因子值確定單元，用于在以所述中心位置為圓心且所述參考半徑為半徑的篩選圓弧上，基于所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)置的篩選因子函數(shù)，確定篩選因子值；

圓心半徑確定單元，用于基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

進(jìn)一步地，所述圓心半徑確定單元，用于：

將所述篩選因子值最大時對應(yīng)的篩選圓弧確定為所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣；

將所述篩選因子最大時對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑分別確定為所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

進(jìn)一步地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑與所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值確定。

進(jìn)一步地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑、所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)設(shè)的徑向亮度梯度值閾值確定。

進(jìn)一步地，所述徑向亮度梯度值閾值為固定值或由所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值確定。

進(jìn)一步地，所述徑向亮度梯度值閾值為2或

其中，b為所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值。

進(jìn)一步地，所述設(shè)備還包括：

輸出裝置，用于基于預(yù)設(shè)的輸出模型，將所述魚眼圖像從所述空間球面映射為輸出圖像。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請通過獲取等距魚眼鏡頭下的魚眼圖像，然后計算并確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，接著根據(jù)確定的所述徑向亮度梯度圖得出所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；然后將所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑結(jié)合所述等距魚眼鏡頭下的視場角來對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正，并將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面上，實現(xiàn)了對所述等距魚眼鏡頭下的所述魚眼圖像的畸變矯正過程，避免了采用傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法導(dǎo)致的實施難度大的問題，同時解決了采用直線檢測自動標(biāo)定方法導(dǎo)致的畸變矯正誤差大的問題，進(jìn)而提高了對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正的準(zhǔn)確度。

進(jìn)一步地，由于需要進(jìn)行畸變矯正的魚眼圖像既可以是彩色的又可以是黑白色的，故在確定魚眼圖像的徑向亮度梯度圖之前，需要將魚眼圖像轉(zhuǎn)化為亮度圖，以確定對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，本申請中的所述確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像；確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；由于對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣操作后，得到降采樣后的魚眼圖像的徑向亮度梯度圖，以此降低魚眼圖像的分辨率，提高計算速度；優(yōu)選地，將所述降采樣后的魚眼圖像分辨率優(yōu)選為500-1000像素，以達(dá)到將計算徑向亮度梯度圖的速度和精確度處于較好的平衡狀態(tài)。

進(jìn)一步地，在確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖的過程中，首先計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，接著根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，以實現(xiàn)計算所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，在計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值的過程中，首先獲取所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，接著基于預(yù)置的相鄰點獲取規(guī)則，從所述像素點的徑向方向的兩側(cè)分別獲取相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，然后基于所述相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，最后基于所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值和所述插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，來確定所述魚眼圖像中的像素點的徑向亮度梯度值，進(jìn)而實現(xiàn)了精確計算魚眼圖像中的每個像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值；優(yōu)選地，預(yù)置所述魚眼圖像的中心像素點和圖像邊緣像素點的徑向亮度梯度值為0，來得到所述魚眼圖像的完整的徑向亮度梯度值，以使所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣存在亮度下降的梯度，以用來計算所述有效區(qū)域邊緣，進(jìn)而避免了對所述魚眼圖像的圖像內(nèi)容的依賴。

進(jìn)一步地，在根據(jù)所述徑向亮度梯度圖來確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑時，首先在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選取中心位置及其對應(yīng)的參考半徑，接著在以所述中心位置為圓心且所述參考半徑為半徑的篩選圓弧上，基于所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)置的篩選因子函數(shù)，確定篩選因子值，最后基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，實現(xiàn)了通過優(yōu)選地窮舉搜索法來計算魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣及其對應(yīng)的圓心和半徑，有效地提高了計算的精確度。

優(yōu)選地，上述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑、所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)設(shè)的徑向亮度梯度值閾值確定，可以得到更加精確的篩選因子值，進(jìn)而得到更加精確地所述篩選因子值對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑；為了有效地抑制所述魚眼鏡頭的鏡頭漏光引起的誤差，則優(yōu)選所述徑向亮度梯度值閾值為固定值或由所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值確定，更有效地提高計算得到的篩選因子值的精確度。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本申請的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1示出本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法的流程示意圖；

圖2示出根據(jù)本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法中的像素點的徑向方向示意圖；

圖3示出根據(jù)本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法中的像素點的徑向方向上得到的插值像素點示意圖；

圖4示出根據(jù)本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法中的像素點在第一部分時對應(yīng)的徑向方向上得到的插值像素點示意圖；

圖5示出根據(jù)本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法中的像素點在第一部分時對應(yīng)的徑向方向上得到的插值像素點坐標(biāo)系表示示意圖；

圖6示出根據(jù)本申請一個方面的一種優(yōu)選實施例中的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法中的魚眼圖像映射至球面赤道時的示意圖；

圖7示出根據(jù)本申請一個方面的一種優(yōu)選實施例中的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法中的魚眼圖像映射至球面赤道時的經(jīng)緯圖示意圖；

圖8示出本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

在本申請一個典型的配置中，終端、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和可信方均包括一個或多個處理器(CPU)、輸入/輸出接口、網(wǎng)絡(luò)接口和內(nèi)存。

內(nèi)存可能包括計算機可讀介質(zhì)中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器(RAM)和/或非易失性內(nèi)存等形式，如只讀存儲器(ROM)或閃存(flash RAM)。內(nèi)存是計算機可讀介質(zhì)的示例。

計算機可讀介質(zhì)包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術(shù)來實現(xiàn)信息存儲。信息可以是計算機可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序的模塊或其他數(shù)據(jù)。計算機的存儲介質(zhì)的例子包括，但不限于相變內(nèi)存(PRAM)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)、其他類型的隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃記憶體或其他內(nèi)存技術(shù)、只讀光盤只讀存儲器(CD-ROM)、數(shù)字多功能光盤(DVD)或其他光學(xué)存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁盤存儲或其他磁性存儲設(shè)備或任何其他非傳輸介質(zhì)，可用于存儲可以被計算設(shè)備訪問的信息。按照本文中的界定，計算機可讀介質(zhì)不包括非暫存電腦可讀媒體(transitory media)，如調(diào)制的數(shù)據(jù)信號和載波。

圖1示出本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定方法的流程示意圖，該方法包括：步驟S11、步驟S12、步驟S13和步驟S14，其中，所述步驟S11，獲取等距魚眼鏡頭下的魚眼圖像；所述步驟S12，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；所述步驟S13，根據(jù)所述徑向亮度梯度圖，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；所述步驟S14，基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面。

在所述步驟S11中獲取等距魚眼鏡頭下的數(shù)字化后的魚眼圖像，接著在所述步驟S12中基于徑向亮度梯度原理來計算并確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；然后再所述步驟S13中根據(jù)計算確定的所述徑向亮度梯度圖得出所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；然后所述步驟S14將所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑結(jié)合所述等距魚眼鏡頭的視場角來對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正，從而還原所述魚眼圖像，完成對所述魚眼圖像的畸變矯正過程，并將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面上，實現(xiàn)了對所述等距魚眼鏡頭下的所述魚眼圖像的畸變矯正過程，避免了人為地在特定環(huán)境下或平板棋盤的環(huán)境下對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正，避免了采用傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法導(dǎo)致的實時難度大的問題，同時解決了采用直線檢測自動標(biāo)定方法導(dǎo)致的畸變矯正誤差大的問題，進(jìn)而提高了對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正的準(zhǔn)確度。

在本申請的一實施例中，所述步驟S12中確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：將所述魚眼圖像轉(zhuǎn)化為亮度圖，以確定對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。例如，所述魚眼圖像既可以是彩色的魚眼圖像，亦可以是黑白色亮度的魚眼圖像，故在基于徑向亮度梯度原理確定所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖之前，需要將彩色的魚眼圖像轉(zhuǎn)化為黑白色的魚眼圖像對應(yīng)的亮度圖；在將彩色的魚眼圖像轉(zhuǎn)化為黑白色的魚眼圖像對應(yīng)的亮度圖之后，才能基于徑向亮度梯度原理來確定所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述步驟S12中確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：

對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像；

確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

在本申請的一實施例中，為了降低圖像分辨率，提升計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的速度，所述步驟S12對在所述等距魚眼鏡頭下的數(shù)字化后的所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像，從而有效地降低所述魚眼圖像的分辨率，以提升徑向亮度梯度圖的計算速度。優(yōu)選地，所述降采樣后的魚眼圖像分辨率為500-1000像素。即在本申請的以優(yōu)選實施例中，將數(shù)字化后的所述魚眼圖像的分辨率降低到長寬的分辨率在500至1000像素之間，以達(dá)到將計算徑向亮度梯度圖的速度和精確度處于較好的平衡狀態(tài)。接著所述步驟S12確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度值，以提取所述降采樣后的魚眼圖像的徑向亮度梯度值，由于所述降采樣后的魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣存在一個亮度值下降的梯度，可以用來計算所述有效區(qū)域邊緣，進(jìn)而避免了對所述降采樣后的魚眼圖像的圖像內(nèi)容的依賴。

進(jìn)一步地，所述步驟S12中確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：

計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值；

根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

接著本申請的上述實施例，所述步驟S12基于徑向亮度梯度原理從所述魚眼圖像的圖像中心開始計算至圖像邊緣的每個像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值，并根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值來確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，以實現(xiàn)對所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的計算，由于在所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的亮度值會發(fā)生突變，故在計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣之前需先計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述步驟S12中的所述計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，包括：

步驟S121，獲取所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；例如，對于所述魚眼圖像中的任意一點P0，像素點P0的徑向方向為所述魚眼圖像的圖像中心到該點的射線方向如圖2所示。

步驟S122，基于預(yù)置的相鄰點獲取規(guī)則，從所述像素點的徑向方向的兩側(cè)分別獲取相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；接著上述步驟S121，獲取像素點P0的徑向方向上的兩側(cè)的相鄰像素點的坐標(biāo)分別為P₁(x,y+1)和P₂(x+1,y+1)，及其相鄰像素點P1對應(yīng)的亮度值為P₁，像素點P2對應(yīng)的亮度值為P₂；

在此，需要說明的是，所述步驟S121中，按照每個像素點的徑向方向，將所述魚眼圖像中的所有像素點劃分為8部分，每個部分中的像素點的徑向亮度梯度值僅由該像素點和徑向方向上的兩側(cè)的相鄰像素點插值得到的插值像素點P計算得到。優(yōu)選地，所述相鄰像素點的坐標(biāo)包括以下任一項：

所述像素點的上方像素點的坐標(biāo)和右上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右上方像素點的坐標(biāo)和右方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右方像素點的坐標(biāo)和右下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右下方像素點的坐標(biāo)和下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的下方像素點的坐標(biāo)和左下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左下方像素點的坐標(biāo)和左方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左方像素點的坐標(biāo)和左上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左上方像素點的坐標(biāo)和上方中像素點的坐標(biāo)。

本申請中的選取所述像素點的徑向方向上兩側(cè)的所述相鄰像素點來獲取魚眼圖像的像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值，以得到魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的方式，與傳統(tǒng)通過計算魚眼圖像的X軸方向和Y軸方向的徑向亮度梯度圖，再將X軸方向的徑向亮度梯度圖和Y軸方向的徑向亮度梯度圖合成所述魚眼圖像的徑向梯度圖的方式，或者與傳統(tǒng)的直接計算每一像素點的徑向角度，再基于每一像素點的徑向角度來計算魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的方式相比，本申請通過步驟S121中的將魚眼圖像中的所有像素點劃分為8部分后計算得到所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖，可以簡化計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的計算過程，以及提升計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的計算速度。在本申請的一個優(yōu)選地實施例中，以圖2中的所述魚眼圖像中的第1部分中的像素點P0的坐標(biāo)為P₀(x,y)，像素點P0對應(yīng)的亮度值為P₀，同時，像素點P0的徑向方向上的上方像素點P1的坐標(biāo)為P₁(x,y+1)，和所述像素點P0的右上方像素點P2的坐標(biāo)為P₂(x+1,y+1)，及其相鄰像素點P1對應(yīng)的亮度值為P₁，像素點P2對應(yīng)的亮度值為P₂為例，對所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值的過程進(jìn)行詳細(xì)解釋說明。

步驟S123，基于所述相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；接著上述步驟S122，從像素點P0沿徑向方向的射線和像素點P0周圍的8個像素點的連線交于一插值像素點P點如圖3所示，像素點P0的徑向亮度梯度值為像素點P0的亮度值和插值像素點P的亮度值的差值，除以像素點P0到插值像素點P點的距離，根據(jù)所述相鄰像素點的坐標(biāo)分別為P₁(x,y+1)和P₂(x+1,y+1)，及其相鄰像素點P1對應(yīng)的亮度值為P₁，像素點P2對應(yīng)的亮度值為P₂，來確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值如圖4所示，則有插值像素點P的坐標(biāo)為：

其中，插值像素點P的亮度值通過像素點P1對應(yīng)的亮度值P₁和像素點P2對應(yīng)的亮度值P₂插值得到，則有像素點P的亮度值為：

其中，P₁為像素點P1的亮度值，P₂為像素點P2的亮度值；

由于像素點P0的徑向亮度梯度值為像素點P0的亮度值和插值像素點P點的亮度值的差值，除以像素點P0到插值像素點P點的距離，則有像素點P0的徑向亮度梯度值G為：

其中，P₀為像素點P0的亮度值，P為像素點P的亮度值，x_p為像素點P的X軸坐標(biāo)，y_p為像素點P的Y軸坐標(biāo)；

步驟S124，基于所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值和所述插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定所述魚眼圖像中的像素點的徑向亮度梯度值。接著上述步驟S123，將插值像素點P的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值代入像素點P0的徑向亮度梯度值G的計算公式中得到：

其中，(x,y)為像素點P0的坐標(biāo)，P₀，P₁和P₂為分別為像素點P0、像素點P1和像素點P2的亮度值，如圖5所示。

接著本申請的上述優(yōu)選實施例，對魚眼圖像的另外2-8個部分的像素點的徑向亮度梯度值可以按照中心對稱關(guān)系得到類似的計算徑向亮度梯度值的相關(guān)公式。同時，將魚眼圖像的8個部分的分界線上的像素點劃分在相鄰兩側(cè)的部分中以得到相應(yīng)的徑向亮度梯度值；優(yōu)選地，預(yù)置所述魚眼圖像的中心像素點和圖像邊緣像素點的徑向亮度梯度值為0，以得到所述魚眼圖像的完整的徑向亮度梯度值，以使所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣存在亮度下降的梯度，以用來計算所述有效區(qū)域邊緣，進(jìn)而避免了對所述魚眼圖像的圖像內(nèi)容的依賴。

進(jìn)一步地，所述步驟S13根據(jù)所述徑向亮度梯度圖，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，包括：

步驟S131，在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選取中心位置及其對應(yīng)的參考半徑；

步驟S132，在以所述中心位置為圓心且所述參考半徑為半徑的篩選圓弧上，基于所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)置的篩選因子函數(shù)，確定篩選因子值；

步驟S133，基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

需要說明的是，所述步驟S13計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑的方法可以是包括但不限于包括窮舉搜索法或霍夫變換方法。在本申請的一個優(yōu)選實施例中，采用所述窮舉搜索法來計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，其中，采用所述窮舉搜索法來計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑僅為本申請的一個優(yōu)選實施例，其他現(xiàn)有或今后可能出現(xiàn)的用于計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑的方法如可適用于本申請，也應(yīng)包含在本申請保護(hù)范圍以內(nèi)，并在此以引用方式包含于此。

在本申請的一優(yōu)選實施例中，在計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣時，采用窮舉搜索法，故所述步驟S131在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選出不同的中心位置(x0，y0)及其對應(yīng)的參考半徑r，接著所述步驟S132在以所述中心位置(x0，y0)為圓心且所述參考半徑r為半徑的篩選圓弧上，獲取落在所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值G_i，以及所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)W，來確定出不同的中心位置(x0，y0)及其對應(yīng)的參考半徑r對應(yīng)的各個篩選因子值；例如，遍歷的范圍為x0為[1，100]，y0[1，100]，以及r為[1，50]，若遍歷得到D個篩選因子值；優(yōu)選地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑與所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值確定。例如，所述篩選因子函數(shù)W為：

其中，r為選取的所述魚眼圖像的中心位置(x0，y0)對應(yīng)的參考半徑，N為落在所述亮度梯度圖上的所有像素點的個數(shù)，G_i為像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值；

接著所述步驟S133基于在所述步驟S132中確定的D個篩選因子值，來確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

優(yōu)選地，所述步驟S133，基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，包括：

將所述篩選因子值最大時對應(yīng)的篩選圓弧確定為所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣；將所述篩選因子最大時對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑分別確定為所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。例如，從所述步驟S132中確定的D個篩選因子值中選出最大的一個篩選因子值，并將所述篩選因子值最大W_max時對應(yīng)的篩選圓弧確定為所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣，將所述篩選因子值最大W_max時對應(yīng)的中心位置(x0，y0)及其參考半徑r作為所述魚眼圖像的最佳結(jié)果，即將所述篩選因子值最大W_max時對應(yīng)的中心位置(x0，y0)及其參考半徑r分別確定為所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，以達(dá)到精確計算所述魚眼圖像對應(yīng)的有效區(qū)域邊緣及其對應(yīng)的圓心和半徑的目的。

優(yōu)選地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑、所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)設(shè)的徑向亮度梯度值閾值確定。例如，在所述亮度梯度圖內(nèi)預(yù)設(shè)所述徑向亮度梯度閾值g₀，若在中心位置(x0，y0)且參考半徑為r_k的篩選圓弧上，每個像素點位置的徑向亮度梯度值G_ik，其中，所述徑向亮度梯度值G_ik的下標(biāo)i表示在同一個篩選圓弧上的不同像素點，k表示對應(yīng)的不同半徑，則落在所述亮度梯度圖內(nèi)的點個數(shù)為N_k，G_ik>g₀的點個數(shù)為M_k，則有所述篩選因子函數(shù)W_k為：

W_k＝r_k×M_k×(N_k+1-M_k+1)，

其中，r_k為選取的所述魚眼圖像的中心位置(x0，y0)對應(yīng)的參考半徑，N_k+1為在所述半徑為r_k+1，參考半徑為(x0，y0)的圓上每個像素點位置的徑向亮度梯度值G_i,k+1落在所述亮度梯度圖內(nèi)的點個數(shù)N_k+1，G_i,k+1>g₀的點個數(shù)M_k+1，通過上述計算篩選因子函數(shù)的優(yōu)化，可以得到更加精確的篩選因子值，進(jìn)而得到更加精確地所述篩選因子值對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑。為了有效地抑制所述魚眼鏡頭的鏡頭漏光引起的誤差，則優(yōu)選所述徑向亮度梯度值閾值為固定值或由所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值確定，其中優(yōu)選的所述徑向亮度梯度值閾值為2或其中，b為所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值。

即，所述徑向亮度梯度值閾值g₀＝2，或b為所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值。

接著所述步驟S133基于在所述步驟S132中確定的D個篩選因子值，來確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

接著本申請的優(yōu)選實施例，所述步驟S14：基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面。例如，按照等距魚眼鏡頭模型確定的所述有效區(qū)域邊緣的圓心(x0，y0)和半徑r，其中d為所述有效區(qū)域邊緣的直徑d＝2r，再結(jié)合所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像的全部內(nèi)容映射至對應(yīng)的空間球面上。其中，映射至空間球面的球面極點時對應(yīng)的映射公式為：

映射至空間球面的球面赤道時對應(yīng)的映射公式為：

如圖6所示為優(yōu)選一魚眼圖像映射至球面赤道時的示意圖。

其中，(x0，y0)為所述步驟S13中確定的所述有效區(qū)域邊緣的圓心，d為所述步驟S13中確定的所述有效區(qū)域邊緣的直徑，為所述等距魚眼鏡頭的視場角屬性，其中所述等距魚眼鏡頭的視場角可以通過從所述等距魚眼鏡頭本身或所述等距魚眼鏡頭的說明書上讀取等距魚眼鏡頭的鏡頭焦距f，并按照所述等距魚眼鏡頭的視場角公式得到，其中，L為所述等距魚眼鏡頭的鏡頭底片或鏡頭相機的相機感光元件對角線尺寸；在本申請的優(yōu)選實施例中，考慮到所述魚眼圖像的圖像黑邊情況，應(yīng)該采用所述等距魚眼鏡頭的鏡頭底片或鏡頭相機的相機感光元件對角線尺寸L乘以其中D為所述魚眼圖像對角線長度。

進(jìn)一步地，所述步驟S14基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面之后，還包括步驟S15，其中所述步驟S15包括：

基于預(yù)設(shè)的輸出模型，將所述魚眼圖像從所述空間球面映射為輸出圖像。例如，按照預(yù)設(shè)的輸出模型，將所述魚眼圖像的圖像內(nèi)容從所述空間球面中映射為輸出圖像，將魚眼圖像如圖7(a)映射至球面赤道時的經(jīng)緯圖如圖7(b)所示，其中所述經(jīng)緯圖的坐標(biāo)軸和經(jīng)緯度的直接映射關(guān)系對應(yīng)的輸出模型公式為：

圖8示出本申請一個方面的一種魚眼鏡頭的標(biāo)定設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，該設(shè)備1包括：獲取裝置11、梯度圖確定裝置12、圓心半徑確定裝置13和映射裝置14，其中，所述獲取裝置11，獲取等距魚眼鏡頭下的魚眼圖像；所述梯度圖確定裝置12，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；所述圓心半徑確定裝置13，根據(jù)所述徑向亮度梯度圖，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；所述映射裝置14，基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面。

在所述獲取裝置11中獲取等距魚眼鏡頭下的數(shù)字化后的魚眼圖像，接著在所述梯度圖確定裝置12中基于徑向亮度梯度原理來計算并確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；然后再所述圓心半徑確定裝置13中根據(jù)計算確定的所述徑向亮度梯度圖得出所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；然后所述映射裝置14將所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑結(jié)合所述等距魚眼鏡頭下的視場角來對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正，從而還原所述魚眼圖像，完成對所述魚眼圖像的畸變矯正過程，并將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面上，實現(xiàn)了對所述等距魚眼鏡頭下的所述魚眼圖像的畸變矯正過程，避免了人為地在特定環(huán)境下或平板棋盤的環(huán)境下對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正，避免了采用傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法導(dǎo)致的實施難度大的問題，同時解決了采用直線檢測自動標(biāo)定方法導(dǎo)致的畸變矯正誤差大的問題，進(jìn)而提高了對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正的準(zhǔn)確度。

在本申請的一實施例中，所述梯度圖確定裝置12用于：將所述魚眼圖像轉(zhuǎn)化為亮度圖，以確定對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。例如，所述魚眼圖像既可以是彩色的魚眼圖像，亦可以是黑白色亮度的魚眼圖像，故在基于徑向亮度梯度原理確定所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖之前，需要將彩色的魚眼圖像轉(zhuǎn)化為黑白色的魚眼圖像對應(yīng)的亮度圖；在將彩色的魚眼圖像轉(zhuǎn)化為黑白色的魚眼圖像對應(yīng)的亮度圖之后，才能基于徑向亮度梯度原理來確定所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述梯度圖確定裝置12用于：

對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像；

確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

在本申請的一實施例中，為了降低圖像分辨率，提升計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的速度，所述梯度圖確定裝置12對在所述等距魚眼鏡頭下的數(shù)字化后的所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像，從而有效地降低所述魚眼圖像的分辨率，以提升徑向亮度梯度圖的計算速度。優(yōu)選地，所述降采樣后的魚眼圖像分辨率為500-1000像素。即在本申請的以優(yōu)選實施例中，將數(shù)字化后的所述魚眼圖像的分辨率降低到長寬的分辨率在500至1000像素之間，以達(dá)到將計算徑向亮度梯度圖的速度和精確度處于較好的平衡狀態(tài)。接著所述梯度圖確定裝置12確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度值，以提取所述降采樣后的魚眼圖像的徑向亮度梯度值，由于所述降采樣后的魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣存在一個亮度值下降的梯度，可以用來計算所述有效區(qū)域邊緣，進(jìn)而避免了對所述降采樣后的魚眼圖像的圖像內(nèi)容的依賴。

進(jìn)一步地，所述梯度圖確定裝置12包括梯度值確定單元和梯度圖確定單元，其中，所述梯度值確定單元用于：計算所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值；所述梯度圖確定單元用于：根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值，確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖。

接著本申請的上述實施例，所述梯度圖確定裝置12基于徑向亮度梯度原理從所述魚眼圖像的圖像中心開始計算至圖像邊緣的每個像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值，并根據(jù)所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值來確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，以實現(xiàn)對所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的計算，由于在所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的亮度值會發(fā)生突變，故在計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣之前需先計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖。

進(jìn)一步地，所述梯度值確定單元用于：

獲取所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；例如，對于所述魚眼圖像中的任意一點P0，像素點P0的徑向方向為所述魚眼圖像的圖像中心到該點的射線方向如圖2所示。

基于預(yù)置的相鄰點獲取規(guī)則，從所述像素點的徑向方向的兩側(cè)分別獲取相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；接著上述步驟S121，獲取像素點P0的徑向方向上的兩側(cè)的相鄰像素點的坐標(biāo)分別為P₁(x,y+1)和P₂(x+1,y+1)，及其相鄰像素點P1對應(yīng)的亮度值為P₁，像素點P2對應(yīng)的亮度值為P₂；

在此，需要說明的是，所述步驟S121中，按照每個像素點的徑向方向，將所述魚眼圖像中的所有像素點劃分為8部分，每個部分中的像素點的徑向亮度梯度值僅由該像素點和徑向方向上的兩側(cè)的相鄰像素點插值得到的插值像素點P計算得到。優(yōu)選地，所述相鄰像素點的坐標(biāo)包括以下任一項：

所述像素點的上方像素點的坐標(biāo)和右上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右上方像素點的坐標(biāo)和右方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右方像素點的坐標(biāo)和右下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的右下方像素點的坐標(biāo)和下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的下方像素點的坐標(biāo)和左下方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左下方像素點的坐標(biāo)和左方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左方像素點的坐標(biāo)和左上方像素點的坐標(biāo)；

所述像素點的左上方像素點的坐標(biāo)和上方中像素點的坐標(biāo)。

本申請中的選取所述像素點的徑向方向上兩側(cè)的所述相鄰像素點來獲取魚眼圖像的像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值，以得到魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的方式，與傳統(tǒng)通過計算魚眼圖像的X軸方向和Y軸方向的徑向亮度梯度圖，再將X軸方向的徑向亮度梯度圖和Y軸方向的徑向亮度梯度圖合成所述魚眼圖像的徑向梯度圖的方式，或者與傳統(tǒng)的直接計算每一像素點的徑向角度，再基于每一像素點的徑向角度來計算魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的方式相比，本申請通過梯度值確定單元中的將魚眼圖像中的所有像素點劃分為8部分后計算得到所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖，可以簡化計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的計算過程，以及提升計算所述魚眼圖像的徑向亮度梯度圖的計算速度。在本申請的一個優(yōu)選地實施例中，以圖2中的所述魚眼圖像中的第1部分中的像素點P0的坐標(biāo)為P₀(x,y)，像素點P0對應(yīng)的亮度值為P₀，同時，像素點P0的徑向方向上的上方像素點P1的坐標(biāo)為P₁(x,y+1)，和所述像素點P0的右上方像素點P2的坐標(biāo)為P₂(x+1,y+1)，及其相鄰像素點P1對應(yīng)的亮度值為P₁，像素點P2對應(yīng)的亮度值為P₂為例，對所述魚眼圖像中每個像素點的徑向亮度梯度值的過程進(jìn)行詳細(xì)解釋說明。

所述梯度值確定單元基于所述相鄰像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值；接著從像素點P0沿徑向方向的射線和像素點P0周圍的8個像素點的連線交于一插值像素點P點如圖3所示，像素點P0的徑向亮度梯度值為像素點P0的亮度值和插值像素點P的亮度值的差值，除以像素點P0到插值像素點P點的距離，根據(jù)所述相鄰像素點的坐標(biāo)分別為P₁(x,y+1)和P₂(x+1,y+1)，及其相鄰像素點P1對應(yīng)的亮度值為P₁，像素點P2對應(yīng)的亮度值為P₂，來確定在所述像素點的徑向方向上的插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值如圖4所示，則有插值像素點P的坐標(biāo)為：

其中，插值像素點P的亮度值通過像素點P1對應(yīng)的亮度值P₁和像素點P2對應(yīng)的亮度值P₂插值得到，則有像素點P的亮度值為：

其中，P₁為像素點P1的亮度值，P₂為像素點P2的亮度值；

由于像素點P0的徑向亮度梯度值為像素點P0的亮度值和插值像素點P點的亮度值的差值，除以像素點P0到插值像素點P點的距離，則有像素點P0的徑向亮度梯度值G為：

其中，P₀為像素點P0的亮度值，P為像素點P的亮度值，x_p為像素點P的X軸坐標(biāo)，y_p為像素點P的Y軸坐標(biāo)；

所述梯度值確定單元，基于所述魚眼圖像的像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值和所述插值像素點的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值，確定所述魚眼圖像中的像素點的徑向亮度梯度值。例如，將插值像素點P的坐標(biāo)及其對應(yīng)的亮度值代入像素點P0的徑向亮度梯度值G的計算公式中得到：

其中，(x,y)為像素點P0的坐標(biāo)，P₀，P₁和P₂為分別為像素點P0、像素點P1和像素點P2的亮度值，如圖5所示。

接著本申請的上述優(yōu)選實施例，對魚眼圖像的另外2-8個部分的像素點的徑向亮度梯度值可以按照中心對稱關(guān)系得到類似的計算徑向亮度梯度值的相關(guān)公式。同時，將魚眼圖像的8個部分的分界線上的像素點劃分在相鄰兩側(cè)的部分中以得到相應(yīng)的徑向亮度梯度值；優(yōu)選地，梯度值確定單元用于：預(yù)置所述魚眼圖像的中心像素點和圖像邊緣像素點的徑向亮度梯度值為0，以得到所述魚眼圖像的完整的徑向亮度梯度值，以使所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣存在亮度下降的梯度，以用來計算所述有效區(qū)域邊緣，進(jìn)而避免了對所述魚眼圖像的圖像內(nèi)容的依賴。

進(jìn)一步地，所述圓心半徑確定裝置13包括：

選取單元用于，在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選取中心位置及其對應(yīng)的參考半徑；

篩選因子值確定單元用于，在以所述中心位置為圓心且所述參考半徑為半徑的篩選圓弧上，基于所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)置的篩選因子函數(shù)，確定篩選因子值；

圓心半徑確定單元用于，基于所述篩選因子值，確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

需要說明的是，所述圓心半徑確定裝置13計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑的方法可以是包括但不限于包括窮舉搜索法或霍夫變換方法。在本申請的一個優(yōu)選實施例中，采用所述窮舉搜索法來計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，其中，采用所述窮舉搜索法來計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑僅為本申請的一個優(yōu)選實施例，其他現(xiàn)有或今后可能出現(xiàn)的用于計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑的方法如可適用于本申請，也應(yīng)包含在本申請保護(hù)范圍以內(nèi)，并在此以引用方式包含于此。

在本申請的一優(yōu)選實施例中，在計算所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣時，采用窮舉搜索法，故所述選取單元在所述徑向亮度梯度圖中遍歷選出不同的中心位置(x0，y0)及其對應(yīng)的參考半徑r，接著所述篩選因子值確定單元在以所述中心位置(x0，y0)為圓心且所述參考半徑r為半徑的篩選圓弧上，獲取落在所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值G_i，以及所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)W，來確定出不同的中心位置(x0，y0)及其對應(yīng)的參考半徑r對應(yīng)的各個篩選因子值；例如，遍歷的范圍為x0為[1，100]，y0[1，100]，以及r為[1，50]，若遍歷得到D個篩選因子值；優(yōu)選地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑與所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值確定。例如，所述篩選因子函數(shù)W為：

其中，r為選取的所述魚眼圖像的中心位置(x0，y0)對應(yīng)的參考半徑，N為落在所述亮度梯度圖上的所有像素點的個數(shù)，G_i為像素點對應(yīng)的徑向亮度梯度值；

接著所述圓心半徑確定單元基于在所述篩選因子值確定單元中確定的D個篩選因子值，來確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

優(yōu)選地，所述圓心半徑確定單元：

將所述篩選因子值最大時對應(yīng)的篩選圓弧確定為所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣；將所述篩選因子最大時對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑分別確定為所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。例如，從所述篩選因子值確定單元中確定的D個篩選因子值中選出最大的一個篩選因子值，并將所述篩選因子值最大W_max時對應(yīng)的篩選圓弧確定為所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣，將所述篩選因子值最大W_max時對應(yīng)的中心位置(x0，y0)及其參考半徑r作為所述魚眼圖像的最佳結(jié)果，即將所述篩選因子值最大W_max時對應(yīng)的中心位置(x0，y0)及其參考半徑r分別確定為所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑，以達(dá)到精確計算所述魚眼圖像對應(yīng)的有效區(qū)域邊緣及其對應(yīng)的圓心和半徑的目的。

優(yōu)選地，所述預(yù)置的篩選因子函數(shù)由所述參考半徑、所述篩選圓弧上的所有像素點的徑向亮度梯度值和預(yù)設(shè)的徑向亮度梯度值閾值確定。例如，在所述亮度梯度圖內(nèi)預(yù)設(shè)所述徑向亮度梯度閾值g₀，若在中心位置(x0，y0)且參考半徑為r_k的篩選圓弧上，每個像素點位置的徑向亮度梯度值G_ik，其中，所述徑向亮度梯度值G_ik的下標(biāo)i表示在同一個篩選圓弧上的不同像素點，k表示對應(yīng)的不同半徑，則落在所述亮度梯度圖內(nèi)的點個數(shù)為N_k，G_ik>g₀的點個數(shù)為M_k，則有所述篩選因子函數(shù)W_k為：

W_k＝r_k×M_k×(N_k+1-M_k+1)，

其中，r_k為選取的所述魚眼圖像的中心位置(x0，y0)對應(yīng)的參考半徑，N_k+1為在所述半徑為r_k+1，參考半徑為(x0，y0)的圓上每個像素點位置的徑向亮度梯度值G_i,k+1落在所述亮度梯度圖內(nèi)的點個數(shù)N_k+1，G_i,k+1>g₀的點個數(shù)M_k+1，通過上述計算篩選因子函數(shù)的優(yōu)化，可以得到更加精確的篩選因子值，進(jìn)而得到更加精確地所述篩選因子值對應(yīng)的中心位置及其對應(yīng)的參考半徑。為了有效地抑制所述魚眼鏡頭的鏡頭漏光引起的誤差，則優(yōu)選所述徑向亮度梯度值閾值為2或其中，b為所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值。

即，所述徑向亮度梯度值閾值g_0＝2，或b為所述魚眼圖像的亮度圖的平均亮度值。

接著所述圓心半徑確定單元基于在所述篩選因子值確定單元中確定的D個篩選因子值，來確定所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑。

接著本申請的優(yōu)選實施例，所述映射裝置14用于：基于所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑及所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面。例如，按照等距魚眼鏡頭模型確定的所述有效區(qū)域邊緣的圓心(x0，y0)和半徑r，其中d為所述有效區(qū)域邊緣的直徑d＝2r，再結(jié)合所述等距魚眼鏡頭的視場角，將所述魚眼圖像的全部內(nèi)容映射至對應(yīng)的空間球面上。其中，映射至空間球面的球面極點時對應(yīng)的映射公式為：

映射至空間球面的球面赤道時對應(yīng)的映射公式為：

如圖6所示為優(yōu)選一魚眼圖像映射至球面赤道時的示意圖。

其中，(x0，y0)為所述圓心半徑確定裝置13中確定的所述有效區(qū)域邊緣的圓心，d為所述圓心半徑確定裝置13中確定的所述有效區(qū)域邊緣的直徑，為所述等距魚眼鏡頭的視場角屬性，其中所述等距魚眼鏡頭的視場角可以通過從所述等距魚眼鏡頭本身或所述等距魚眼鏡頭的說明書上讀取等距魚眼鏡頭的鏡頭焦距f，并按照所述等距魚眼鏡頭的視場角公式得到，其中，L為所述等距魚眼鏡頭的鏡頭底片或鏡頭相機的相機感光元件對角線尺寸；在本申請的優(yōu)選實施例中，考慮到所述魚眼圖像的圖像黑邊情況，應(yīng)該采用所述等距魚眼鏡頭的鏡頭底片或鏡頭相機的相機感光元件對角線尺寸L乘以其中D為所述魚眼圖像對角線長度。

進(jìn)一步地，所述設(shè)備1還包括輸出裝置15，其中所述輸出裝置15用于：

基于預(yù)設(shè)的輸出模型，將所述魚眼圖像從所述空間球面映射為輸出圖像。例如，按照預(yù)設(shè)的輸出模型，將所述魚眼圖像的圖像內(nèi)容從所述空間球面中映射為輸出圖像，將魚眼圖像映射至球面赤道時的經(jīng)緯圖如圖7所示，其中所述經(jīng)緯圖的坐標(biāo)軸和經(jīng)緯度的直接映射關(guān)系對應(yīng)的輸出模型公式為：

綜上所述，本申請通過獲取等距魚眼鏡頭下的魚眼圖像，然后計算并確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，接著根據(jù)確定的所述徑向亮度梯度圖得出所述魚眼圖像的有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑；然后將所述有效區(qū)域邊緣的圓心和半徑結(jié)合所述等距魚眼鏡頭下的視場角來對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正，并將所述魚眼圖像映射至對應(yīng)的空間球面上，實現(xiàn)了對所述等距魚眼鏡頭下的所述魚眼圖像的畸變矯正過程，避免了采用傳統(tǒng)的鏡頭手動標(biāo)定方法導(dǎo)致的實施難度大的問題，同時解決了采用直線檢測自動標(biāo)定方法導(dǎo)致的畸變矯正誤差大的問題，進(jìn)而提高了對所述魚眼圖像進(jìn)行畸變矯正的準(zhǔn)確度。

進(jìn)一步地，本申請中的所述確定所述魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖，包括：對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣，以確定降采樣后的魚眼圖像；確定所述降采樣后的魚眼圖像對應(yīng)的徑向亮度梯度圖；由于對所述魚眼圖像進(jìn)行降采樣操作后，得到降采樣后的魚眼圖像的徑向亮度梯度圖，以此降低魚眼圖像的分辨率，提高計算速度。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。

需要注意的是，本申請可在軟件和/或軟件與硬件的組合體中被實施，例如，可采用專用集成電路(ASIC)、通用目的計算機或任何其他類似硬件設(shè)備來實現(xiàn)。在一個實施例中，本申請的軟件程序可以通過處理器執(zhí)行以實現(xiàn)上文所述步驟或功能。同樣地，本申請的軟件程序(包括相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))可以被存儲到計算機可讀記錄介質(zhì)中，例如，RAM存儲器，磁或光驅(qū)動器或軟磁盤及類似設(shè)備。另外，本申請的一些步驟或功能可采用硬件來實現(xiàn)，例如，作為與處理器配合從而執(zhí)行各個步驟或功能的電路。

另外，本申請的一部分可被應(yīng)用為計算機程序產(chǎn)品，例如計算機程序指令，當(dāng)其被計算機執(zhí)行時，通過該計算機的操作，可以調(diào)用或提供根據(jù)本申請的方法和/或技術(shù)方案。而調(diào)用本申請的方法的程序指令，可能被存儲在固定的或可移動的記錄介質(zhì)中，和/或通過廣播或其他信號承載媒體中的數(shù)據(jù)流而被傳輸，和/或被存儲在根據(jù)所述程序指令運行的計算機設(shè)備的工作存儲器中。在此，根據(jù)本申請的一個實施例包括一個裝置，該裝置包括用于存儲計算機程序指令的存儲器和用于執(zhí)行程序指令的處理器，其中，當(dāng)該計算機程序指令被該處理器執(zhí)行時，觸發(fā)該裝置運行基于前述根據(jù)本申請的多個實施例的方法和/或技術(shù)方案。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本申請不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本申請的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本申請。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申請的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本申請內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。此外，顯然“包括”一詞不排除其他單元或步驟，單數(shù)不排除復(fù)數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟件或者硬件來實現(xiàn)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。