李礼 谢井华 王红 黎宇嘉 盆李艳

摘  要：由于镜头在制造及装配过程中必然会存在误差，而且在广角镜头的设计中不可避免的会产生非线性畸变，无法避免最直观的效果就是拍到的图像发生扭曲。为了减小畸变对图像的影响，故需要重建整个系统拍摄得到的2D图像信息与其对应3D空间物体信息之间准确的对应关系。文章通过建立正确的数学校正模型，采用基于MATLAB内部工具箱对相机进行标定，得到相机内外参数投影矩阵关系，从而对畸变图像进行校正。

关键词：光电模块;畸变校正;广角镜头

中图分类号：TP273+.4                文献标识码：A文章编号：2096-4706（2021）19-0168-04

Study on Image Distortion Correction Method of CCD Large Field of View Lens in Downview System

LI Li， XIE Jinghua， WANG Hong， LI Yujia， PEN Liyang

（State-owned Changhong Machinery Factory， Guilin  541002， China）

Abstract： Due to the lens in the manufacturing and assembly process will inevitably have errors， and in the design of wide-angle lens will inevitably produce nonlinear distortion， the most intuitive effect that can not avoided is the captured image is distorted. In order to reduce the influence of distortion on the image， it is necessary to reconstruct the accurate correspondence between the 2D image information captured by the whole system and the corresponding 3D space object information.  In this paper， the correct mathematical correction model is established， and the camera is calibrated based on the internal toolbox of MATLAB， and the projection matrix relationship of the parameters inside and outside the camera is obtained， so as to correct the distorted image.

Keywords： photoelectric module; distortion correction; wide angle lens

0  引  言

航空成像產品在航空侦察中扮演着非常重要的角色，其可安装在各种类型的飞行器上，是获取地面及空中目标信息的重要设备。电荷耦合器件（charge-coupled device， CCD）是目前市面上使用最多的一种图像传感器，它的原理是通过镜头把聚焦的景物光信号转换为后端需要处理的电信号，并且结合后端的图像处理技术进而显示出图像。当拍摄大视场的景物图像信息时，就需要相机的整体视场足够的大，以便探测系统完成图像采集和信息观察，故需要广义上的广角镜头进行聚光。但是会产生的一个很重要的问题就是广角镜头比小视场的镜头产生的非线性畸变更加明显，最终会导致拍到的图像发生扭曲。为了让相机拍到的图像畸变很小，就需要我们找到该相机几何模型从而达到对相机标定。但由于在光学系统设计、加工和装调等流程中，会因为许多不确定因素导致系统畸变，实际效果就是在拍摄中所得的图像信息并不能够准确的反映实际图像信息。……