透視圖像的逆變換方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像轉(zhuǎn)換方式，特別是涉及透視圖像的逆變換方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在停車(chē)場(chǎng)出入口的車(chē)牌識(shí)別應(yīng)用中，由于實(shí)際環(huán)境限制，攝像槍不可能裝在正對(duì)車(chē)牌的前方，只能裝在出入口通道的左右兩邊或上方，因此攝像時(shí)成像靶面與車(chē)牌平面經(jīng)常存在夾角，拍出的車(chē)牌的透視圖像就不可避免地發(fā)生了梯形化變形，大大降低了車(chē)牌識(shí)別的成功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對(duì)攝像車(chē)牌識(shí)別成功率低的問(wèn)題，提供一種透視圖像的逆變換方法和系統(tǒng)。
[0004]一種透視圖像的逆變換方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]獲取物體透視圖像的各像素點(diǎn)的像素值、原始X坐標(biāo)、原始Y坐標(biāo)，并獲取成像靶面與物體被拍攝面的法線(xiàn)之間的夾角以及用于拍攝所述物體的拍攝裝置的焦距；
[0006]根據(jù)X坐標(biāo)逆變換公式對(duì)各像素點(diǎn)的原始X坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，并根據(jù)Y坐標(biāo)逆變換公式對(duì)各像素點(diǎn)的原始Y坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，根據(jù)各像素點(diǎn)的像素值、對(duì)應(yīng)的逆變換后的X坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)的逆變換后的Y坐標(biāo)得到物體的目標(biāo)圖像，其中，X坐標(biāo)逆變換公式為:
[0007]Θ I 小于 90。時(shí)，h = fXLXsin Θ l/(f-LXcos Θ I);
[0008]θ I 大于 90。時(shí)，h4 = fXLlXsin Θ l/[f+LlXcos(180-θ I)];
[0009]Y坐標(biāo)逆變換公式為:
[0010]Θ I 小于 90。時(shí)，h6 = h7Xf/(f-LXcos θ I)；
[0011]θ I 大于 90。時(shí)，h8 = h9Xf/[f+LlXcos(180-θ I)];
[0012]其中，θ I為成像靶面與物體被拍攝面的法線(xiàn)之間的夾角，f為拍攝裝置的焦距，L、LI分別為夾角Θ I小于90°和大于90°時(shí)的原始X坐標(biāo)，h、h4分別為L(zhǎng)、LI逆變換后的X坐標(biāo)，h7、h9分別為夾角Θ I小于90°和大于90°時(shí)的原始Y坐標(biāo)，h6、h8分別為h7、h9逆變換后的Y坐標(biāo)。
[0013]—種透視圖像的逆變換系統(tǒng)，包括以下單元:
[0014]獲取單元，用于獲取物體透視圖像的各像素點(diǎn)的像素值、原始X坐標(biāo)、原始Y坐標(biāo)，并獲取成像靶面與所述物體被拍攝面的法線(xiàn)之間的夾角以及用于拍攝所述物體的拍攝裝置的焦距；
[0015]逆變換單元，用于根據(jù)X坐標(biāo)逆變換公式對(duì)各所述像素點(diǎn)的原始X坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，并根據(jù)Y坐標(biāo)逆變換公式對(duì)各像素點(diǎn)的原始Y坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，根據(jù)各像素點(diǎn)的像素值、對(duì)應(yīng)的逆變換后的X坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)的逆變換后的Y坐標(biāo)得到物體的目標(biāo)圖像，其中，X坐標(biāo)逆變換公式為:
[0016]Θ I 小于 90。時(shí)，h = fXLXsin Θ l/(f-LXcos Θ I);
[0017]θ I 大于 90。時(shí)，h4 = fXLlXsin θ l/[f+LlXcos(180-θ I)];
[0018]Y坐標(biāo)逆變換公式為:
[0019]Θ I 小于 90。時(shí)，h6 = h7Xf/(f-LXcos θ I)；
[0020]θ I 大于 90。時(shí)，h8 = h9Xf/[f+LlXcos(180-θ I)];
[0021]其中，θ I為成像靶面與物體被拍攝面的法線(xiàn)之間的夾角，f為拍攝裝置的焦距，L、LI分別為夾角Θ I小于90°和大于90°時(shí)的原始X坐標(biāo)，h、h4分別為L(zhǎng)、LI逆變換后的X坐標(biāo)，h7、h9分別為夾角Θ I小于90°和大于90°時(shí)的原始Y坐標(biāo)，h6、h8分別為h7、h9逆變換后的Y坐標(biāo)。
[0022]—種車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，包括識(shí)別單元以及透視圖像的逆變換系統(tǒng)，該識(shí)別單元用于根據(jù)目標(biāo)圖像進(jìn)行車(chē)牌識(shí)別。
[0023]根據(jù)上述本發(fā)明的方案，其是根據(jù)X坐標(biāo)逆變換公式和Y坐標(biāo)逆變換公式對(duì)透視圖像的像素點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，相對(duì)于原透視圖像，以此進(jìn)行圖像逆變換處理后的目標(biāo)圖像與原物體更為相似，將其應(yīng)用于車(chē)牌識(shí)別可提高車(chē)牌識(shí)別的成功率。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是透視圖像逆變換方法的流程圖；
[0025]圖2是凸鏡成像的幾何法則的示意圖；
[0026]圖3是成像靶面與物體表面法線(xiàn)出現(xiàn)夾角時(shí)的透視圖像示意圖；
[0027]圖4是平行成像圖與夾角為Θ I時(shí)X坐標(biāo)幾何關(guān)系I ;
[0028]圖5是平行成像圖與夾角為Θ I時(shí)X坐標(biāo)幾何關(guān)系2 ;
[0029]圖6是平行成像圖與夾角為Θ I時(shí)Y坐標(biāo)幾何關(guān)系；
[0030]圖7是像素點(diǎn)坐標(biāo)的用于查表的表格；
[0031]圖8是透視圖像坐標(biāo)逆變換的示意圖；
[0032]圖9是車(chē)牌拍攝成像的示意圖；
[0033]圖10是透視圖像逆變換系統(tǒng)的示意圖1 ;
[0034]圖11是透視圖像逆變換系統(tǒng)的示意圖2 ;
[0035]圖12是透視圖像逆變換系統(tǒng)的示意圖3。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0037]參見(jiàn)圖1所示，為本發(fā)明的透視圖像的逆變換方法實(shí)施例。如圖1所示，該實(shí)施例中的透視圖像的逆變換方法包括如下步驟:
[0038]步驟SlOl:獲取物體透視圖像的各像素點(diǎn)的像素值、原始X坐標(biāo)、原始Y坐標(biāo)，并獲取成像靶面與物體被拍攝面的法線(xiàn)之間的夾角以及用于拍攝物體的拍攝裝置的焦距，進(jìn)入步驟S102 ；
[0039]具體的，該透視圖像素的像素值、原始X坐標(biāo)、原始Y坐標(biāo)是在成像靶面上獲得的；
[0040]步驟S102:根據(jù)X坐標(biāo)逆變換公式對(duì)各像素點(diǎn)的原始X坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，并根據(jù)Y坐標(biāo)逆變換公式對(duì)各像素點(diǎn)的原始Y坐標(biāo)進(jìn)行逆變換，根據(jù)各像素點(diǎn)的像素值、對(duì)應(yīng)的逆變換后的X坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)的逆變換后的Y坐標(biāo)得到物體的目標(biāo)圖像，其中，X坐標(biāo)逆變換公式為:
[0041]Θ I 小于 90。時(shí)，h = fXLXsin Θ l/(f-LXcos Θ I);
[0042]Θ I 大于 90。時(shí)，h4 = fXLlXsin Θ l/[f+LlXcos(180-Θ I)];
[0043]Y坐標(biāo)逆變換公式為:
[0044]Θ I 小于 90。時(shí)，h6 = h7 X f/(f-LX cos θ I)；
[0045]θ I 大于 90。時(shí)，h8 = h9Xf/[f+LlXcos(180-θ I)];
[0046]其中，θ I為成像靶面與所述物體被拍攝面的法線(xiàn)之間的夾角，f為用于拍攝物體的拍攝裝置的焦距，L、LI分別為夾角Θ I小于90°和大于90°時(shí)的原始X坐標(biāo)，h、h4分別為L(zhǎng)、LI逆變換后的X坐標(biāo)，h7、h9分別為夾角Θ I小于90°和大于90°時(shí)的原始Y坐標(biāo)，h6、h8分別為h7、h9逆變換后的Y坐標(biāo)。
[0047]具體的，如圖2所示，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，當(dāng)物體A-B距凸透鏡C的中心點(diǎn)O大于2倍的焦距F(I)時(shí)，得到一個(gè)縮小的倒立實(shí)像B’-A’，成像點(diǎn)在一個(gè)至兩個(gè)焦距F(2)之間，并遵循以下幾何成像法則:
[0048]Ι/f = l/v+1/u
[0049]式中:f為焦距，u為物距，V為像距。
[0050]依照物體成像的幾何法則可以得出，當(dāng)成像靶面與物體表面平行時(shí)，其成像與原物體相似。如圖3所示，如果成像靶面2與物體I (例如車(chē)牌)被拍攝表面的法線(xiàn)有一定的夾角時(shí)，成像靶面2的成像就必然發(fā)生梯形變形，最后經(jīng)攝像機(jī)輸出即為變形的透視圖像3。
[0051]圖4為在圖3透視圖像示意圖中從下往上觀(guān)察得到的關(guān)系圖，圖4中左側(cè)為被拍攝物體，右側(cè)L所在平面為成像靶面，成像靶面的中心與透鏡的距離約為f，如圖4所示，當(dāng)夾角Θ I小于90°時(shí)，從圖中可以得出公式:
[0052]hi = LX sin θ I
[0053]h2 = LXcos θ I
[0054](f-h2) /f = hl/h
[0055]由以上公式可以推導(dǎo)出X坐標(biāo)逆變換算法:
[0056]h = fXLXsin Θ I/(f-LXcos θ I)
[0057]式中:L為夾角θ I小于90°時(shí)成像靶面上透視圖像素的X坐標(biāo)，h為變換后在平行成像圖中的X坐標(biāo)，f為焦距。
[0058]根據(jù)上述凸透鏡成像規(guī)律: