TWI591377B - 廣角鏡頭校正系統及其方法 - Google Patents

Description

廣角鏡頭校正系統及其方法

本發明係有關於一種鏡頭校正系統，特別是一種廣角鏡頭校正系統。本發明還涉及此廣角鏡頭校正系統的校正方法。

廣角鏡頭之攝像範圍較一般的鏡頭大，故廣角鏡頭能以更寬闊的視角進行拍攝，而由於廣角鏡頭具有較大的視角範圍，因此其通常被廣泛應用到監控系統或車載的攝像裝置上。而目前，市場上對廣角鏡頭的需求也在增加。

然而，由於廣角鏡頭本身的設計，廣角鏡頭所擷取的影像中的物體通常會產生嚴重扭曲，更廣角鏡頭之感光元件的設計，且廣角鏡頭所擷取的影像中的物體之幾何形狀也無法真實呈現，使其無法展現其拍攝物體的真實樣貌。而傳統的可視範圍(Field of view)校正方法並無法有效地校正廣角鏡頭上述的問題，因此其效能還有待提升。而其它的校正方法無法應用於具有暗角的廣角鏡頭，故應用上也受到很大的限制。

因此，如何提出一種廣角鏡頭校正系統，能夠有效改善習知技藝之校正系統會產生效能不佳、應用上受到限制及成本過高的情況已成為一個刻不容緩的問題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種廣角鏡頭校正系統及其方法，以解決習知技藝之廣角鏡頭校正系統效能不佳、應用上受到限制及成本過高的問題。

根據本發明之其中一目的，提出一種廣角鏡頭校正系統，其可包含旋轉單元、影像輸入單元及處理單元。旋轉單元可設置待校正鏡頭，旋轉單元之旋轉方向可與水平方向平行，且其光軸中心可對準基準物。影像輸入單元可接收待校正鏡頭之影像。處理單元可控制旋轉單元旋轉，並可分析待校正鏡頭之影像。處理單元可執行扭曲校正程序以控制旋轉單元以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉，並可記錄每次旋轉第一預設角度後基準物之影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。

根據本發明之其中一目的，再提出一種廣角鏡頭校正方法，其可包含下列步驟：提供基準物；使待校正鏡頭之光軸中心對準基準物；以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉待校正鏡頭，旋轉方向與待水平方向平行；以及記錄每次旋轉第一預設角度後基準物之影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。

1‧‧‧廣角鏡頭校正系統

11‧‧‧處理單元

111‧‧‧前處理單元

112‧‧‧扭曲校正演算單元

113‧‧‧控制單元

114‧‧‧記憶體單元

115‧‧‧中央處理單元

12‧‧‧旋轉單元

13‧‧‧影像輸入單元

14‧‧‧影像輸出單元

15‧‧‧顯示單元

C‧‧‧待校正鏡頭

R‧‧‧基準物

S21~S24、S41~S44、S51~S54、S61~S67‧‧‧步驟流程

第1圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第一實施例之示意圖。

第2圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第一實施例之流程圖。

第3圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之示意圖。

第4圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之第一流程圖。

第5圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之第二流程圖。

第6圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之第二流程 圖。

第7圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第三實施例之第一示意圖。

第8圖 其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第三實施例之第二示意圖。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之廣角鏡頭校正系統及其方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第一實施例之示意圖。如圖所示，廣角鏡頭校正系統1可包含旋轉單元12、影像輸入單元13及處理單元11。

旋轉單元12可以設置待校正鏡頭C，其中，旋轉單元12之旋轉方向可與水平方向平行，待校正鏡頭C之光軸中心可以對準基準物R。影像輸入單元13可以接收待校正鏡頭C之影像，並傳送至處理單元11。處理單元11可控制旋轉單元12旋轉，並可分析待校正鏡頭C之影像。

首先，處理單元11可執行扭曲校正程序以建立扭曲校正模型，其可用於對待校正鏡頭C之影像扭曲進行校正。當處理單元11執行扭曲校正程序時，處理單元11可控制旋轉單元12以第一預設角度沿著旋轉方向連續旋轉，並可記錄每次旋轉單元12旋轉第一預設角度後，總旋轉角度及基準物R之影像與光軸中心的距離，直到基準物R超出待校正鏡頭C之觀測範圍，如此即可建立扭曲校正模型。

接下來，處理單元11可執行長短軸校正程序，其可還原待校正鏡頭C 之影像中之物體之真實幾何形狀。當處理單元11執行長短軸校正程序時，處理單元11可先為待校正鏡頭C之影像之短軸與長軸之比例提供預設值，並可根據預設值對待校正鏡頭C之至少二特徵點之影像執行長短軸比例校正以產生第一校正影像，其中，上述該些特徵點在真實空間中具有已知之幾何形狀，例如：二特徵點之連線為一垂直之直線，即二特徵點具有相同的橫座標；或是三特徵點可構成一個正三角形或其它幾何形狀等等。

在獲得第一校正影像後，處理單元11可更以根據扭曲校正模型校正第一校正影像以產生第二校正影像。最後，處理單元11可以判斷第二校正影像中該些特徵點是否符合其在真實空間中之幾何形狀，若該些特徵點不符合其真實空間中之幾何形狀，處理單元11則可以調整預設值，並可重覆上述步驟直到該些特徵點符合其真實空間中之幾何形狀，如此則完成校正程序。

除此之外，若待校正鏡頭C的光軸中心是未知的情況下，處理單元11也可執行光軸中心校正程序以計算待校正鏡頭C的光軸中心。當處理單元11執行光軸中心校正程序時，處理單元11可先提供一預設光軸中心，並可將基準物R對預設光軸中心，並可以第二預設角度沿著水平方向之二側分別轉動旋轉單元12，以產生第一對稱校正參數，而處理單元11則可根據第一對稱校正參數計算待校正鏡頭C之垂直對稱軸。

處理單元11可進一步根據待校正鏡頭C之影像中二個特徵點之垂直平分線及待校正鏡頭C之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算第一交點，再轉動待校正鏡頭C使該些特徵點的位置改變，並再次根據待校正鏡頭C之影像之二個特徵點之垂直平分線及待校正鏡頭C之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算第二交點。如此，處理單元11則可以根據第一交點及第二交點計算待校正鏡頭C之水平對稱軸，並可根據垂直對稱軸與水 平對稱軸的交點計算待校正鏡頭C之光軸中心。

由上述可知，本實施例之廣角鏡頭校正系統不需要透過任何特殊的裝置、複雜的數學模型及精密的影像處理技術，而是透過旋轉單元及簡單的數學運算來執行光軸中心校正、扭曲校正及長短軸校正，因此本發明之實施例之廣角鏡頭校正系統不但更為準確，且成本可以有效地降低。

請參閱第2圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第一實施例之流程圖。本實施例之廣角鏡頭校正系統1執行扭曲校正程序之方法可包含下列步驟：

在步驟S21中，提供一基準物。

在步驟S22中，使待校正鏡頭之光軸中心對準基準物。

在步驟S23中，以預設角度連續旋轉待校正鏡頭直到基準物超出待校正鏡頭之觀測範圍，旋轉方向與水平方向平行。

在步驟S24中，記錄每次旋轉預設角度後，基準物之影像與光軸中心的距離與總旋轉角度以建立扭曲校正模型。

本實施例之廣角鏡頭校正系統1執行長短軸校正程序之方法可包含下列步驟：

在步驟S25中，提供至少二特徵點於待校正鏡頭之影像，該些特徵點在真實空間中具有一幾何關係。

在步驟S26中，為待校正鏡頭之影像之短軸與長軸之比例提供預設值。

在步驟S27中，根據預設值對待校正鏡頭之影像執行長短軸比例校正以產生第一校正影像。

在步驟S28中，根據扭曲校正模型對第一校正影像執行扭曲校正以產生第二校正影像。

在步驟S29中，判斷第二校正影像中之至少二特徵點是否符合真實空 間中之該幾何關係。

在步驟S30中，調整預設值並重覆上述步驟，直到第二校正影像中之至少二特徵點符合幾何關係。

當然，在上述的實施例中，實施步驟的順序僅為舉例，其可視情況加以變化，本發明並不以此為限。

值得一提的是，習知技藝之廣角鏡頭校正系統無法有效地校正廣角鏡頭之影像產生嚴重扭曲的狀況，因此習知技藝之廣角鏡頭校正系統無法達到較高的效能。相反的，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統可以執行扭曲校正程序以有效地校正廣角鏡頭之影像扭曲，因此本發明之實施例之廣角鏡頭校正系統可達到更佳的效能。

又，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統不但可以執行扭曲校正程序以校正廣角鏡頭之影像扭曲，還可以執行長短軸校正以校正廣角鏡頭之所造成的形變藉此還原廣角鏡頭之影像中之物體之真實幾何形狀，因此使本發明之實施例之廣角鏡頭校正系統的效能進一步提升。

此外，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統更可以執行光軸中心校正程序以找出廣角鏡頭之光軸中心，因此使本發明之實施例之廣角鏡頭校正系統的功能更為多元。

請參閱第3圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之示意圖。如圖所示，廣角鏡頭校正系統1可包含旋轉單元12、影像輸入單元13、影像輸出單元14、處理單元11以及顯示單元15。

旋轉單元12可以設置待校正鏡頭C，其中，旋轉單元12之旋轉方向可與水平方向平行，待校正鏡頭C之光軸中心可以對準基準物R；其中，旋轉單元12可包含多軸旋轉機構及雲台，而基準物R可以是能在處理單元11中，被識別為特徵點之物體，用於量測或對齊使用，它可以是直線排列 的物體、棋盤格或是其它各種不同幾何關係的形態。影像輸入單元13可以接收待校正鏡頭C之影像，並可以傳送至處理單元11。

處理單元11可控制旋轉單元12旋轉，並可分析待校正鏡頭C之影像，以執行各項校正程序並產生校正結果。其中，處理單元11可包含前處理單元111、扭曲校正演算單元112、控制單元113、記憶體單元114及中央處理單元115。前處理單元111可執行輪廓強化與顏色增益技術，可達到影像抗噪並強化影像特徵。扭曲校正演算單元112可執行各項演算流程，並接收影像之特徵資訊，且能夠控制旋轉單元12之旋轉角度，以產生校正模型。中央處理單元115可執行周邊晶片初始化、影像前處理、扭曲校正演算、繪圖及邏輯判斷等功能。記憶體單元114可做為校正參數與模型資料儲存之暫存區。控制單元113則可控制旋轉單元12旋轉。

影像輸出單元14則可由處理單元11接收校正結果，並傳送校正結果至顯示單元15顯示。

請參閱第4圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之第一流程圖。第4圖舉例說明了本實施例之廣角鏡頭校正系統執行扭曲校正程序之詳細流程。

處理單元11可執行扭曲校正程序以建立扭曲校正模型，其可用於對待校正鏡頭C之影像扭曲進行校正。當處理單元11執行扭曲校正程序時，處理單元11可控制旋轉單元12旋轉使待校正鏡頭C之光軸中心對準基準物R。處理單元11可控制旋轉單元12以第一預設角度α°(例如5°)沿著旋轉方向旋轉，並可記錄當前總旋轉角度及基準物R之影像與光軸中心的距離以做為校正參數，處理單元11可持續重覆上述操作，直到基準物R超出待校正鏡頭C之觀測範圍，如此即可利用搜集到的該些校正參數建立扭曲校正模型。透過上述的程序，可準確找出光線之入射角與鏡頭成像之折射角 的對應關係，進而計算為影像在校正前後的像素位置對應關係來進行影像扭曲校正。

當扭曲校正程序結束，處理單元11則可獲得旋轉角度{0° α° 2α°.....nα°}與基準物R之影像相對光直軸中心的距離{d₀ d₁ d₂.....d_n}之校正參數，以產生扭曲校正模型。藉此，處理單元11可根據一個給定一個長度，即可參照扭曲校正模型，來取得相對應的旋轉角度，進而獲得此旋轉角度在扭曲校正後所對應的長度。

本實施例之扭曲校正程序可包含下列步驟：

在步驟S41中，使待校正鏡頭之光軸中心對準基準物，並進入步驟S42。

在步驟S42中，以第一預設角度旋轉待校正鏡頭，並進入步驟S43。

在步驟S43中，判定基準物是否超出待校正鏡頭之觀測範圍？若是，則進入步驟S44；若否，則進入步驟S431。

在步驟S431中，記錄校正參數，並回到步驟S42。

在步驟S44中，建立扭曲校正模型。

當然，在上述的實施例中，實施步驟的順序僅為舉例，其可視情況加以變化，本發明並不以此為限。

請參閱第5圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之第二流程圖。第5圖舉例說明了本實施例之廣角鏡頭校正系統執行長短軸校正程序之詳細流程。

待校正鏡頭C之感光元件本身的設計使其水平軸與垂直軸具有不同的比例，因此使影像中物體在水平方向與垂直方向的比例有所不同，故影像中物體的狀態會不同於其在真實空間中的形狀，而透過長短軸比例的修正，便可使得物體在水平與垂直方向有相同的比例，進而可適用扭曲校正模型來進行扭曲校正。

處理單元11可執行長短軸校正程序以還原待校正鏡頭C之影像中之物體之真實幾何形狀。當處理單元11執行長短軸校正程序時，處理單元11可先為待校正鏡頭C之影像之短軸與長軸之比例提供預設值，並可根據預設值對待校正鏡頭C之至少二特徵點之影像執行長短軸比例校正以產生第一校正影像，其中，上述該些特徵點在真實空間中具有已知之幾何形狀。

例如，待校正鏡頭C之影像中具有兩特徵點p1=(x1,y1)與p2=(x2,y2)，且已知特徵點p1與特徵點p2在實際空間中具有相同的橫座標。此時，處理單元11可先提供一預設值K做為預設之長短軸比例，並根據此預設值K修正特徵點p1與特徵點p2以產生第一校正影像，經長短軸比例之預設值K修正後之特徵點p1為P1=(Kx1,y1)；而經長短軸比例之預設值K修正後之特徵點p2為P2=(Kx2,y2)。

在獲得第一校正影像後，處理單元11可更根據扭曲校正模型校正第一校正影像以產生第二校正影像。其中，處理單元11可以計算P1及P2至光軸中心之長度，P1光軸中心之長度為ScrD1，而P2至光軸中心之長度為ScrD2。接下來，處理單元11可根據利用給定的長度ScrD1及長度ScrD2與扭曲校正模型中的校正參數進行比對，以分別獲得扭曲校正後之拉伸的長度UndisD1及UndisD2；因此處理單元11即可利用上述的參數校正特徵點P1及特徵點P2以產生第二校正影像，經長短軸校正及扭曲校正後特徵點p1的座標為p ^’ ₁=(Kx ₁×UndiskD ₁/ScrD ₁,y ₁×UndiskD ₁/ScrD ₁)，經長短軸校正及扭曲校正後特徵點p2的座標為p ^’ ₂=(Kx ₂×UndiskD ₂/ScrD ₂,y ₂×UndiskD ₂/ScrD ₂)。

由於已知特徵點p1與特徵點p2在實際空間中具有相同的橫座標，因此，若長短軸比例之預設值K正確，則第二校正影像之特徵點p ^’ ₁及p ^’ ₂也應該要具有相同的橫座標。因此處理單元11則可比對p ^’ ₁之橫座標是否等 於對p ^’ ₂之橫座標，若p ^’ ₁之橫座標不等於對p ^’ ₂之橫座標，處理單元11則調整長短軸比例之預設值K，並重覆上述的步驟，直到若p ^’ ₁之橫座標等於對p ^’ ₂之橫座標，處理單元11則可確認長短軸比例之預設值K為正確，如此則完成校正程序。

本實施例之長短軸校正程序可包含下列步驟：

在步驟S51中，提供預設值做為預設之長短軸比例，並進入步驟S52。

在步驟S52中，根據預設值修正待校正鏡頭之影像中之複數個特徵點座標以產生第一校正影像，並進入步驟S53。

在步驟S53中，根據扭曲校正模型校正第一校正影像以產生第二校正影像，並進入步驟S54。

在步驟S54中，判斷第二校正影像中之該些特徵點是否符合該些特徵點在真實空間中之幾何關係？若是則完成校正程序；若否，則進入步驟S541。

在步驟S541中，修正預設值，並根據修正後的預設值修正待校正鏡頭之影像中之複數個特徵點座標以產生第一校正影像，並回到步驟S53。

當然，在上述的實施例中，實施步驟的順序僅為舉例，其可視情況加以變化，本發明並不以此為限。

請參閱第6圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第二實施例之第二流程圖。第6圖舉例說明了本實施例之廣角鏡頭校正系統執行光軸中心校正程序之詳細流程。

若待校正鏡頭C的光軸中心是未知的情況下，處理單元11也可執行光軸中心校正程序以計算待校正鏡頭C的光軸中心。當處理單元11執行光軸中心校正程序時，處理單元11可先提供一預設光軸中心，並可將預設光軸中心對準基準物R，此時處理單元11可以第二預設角度Θ°控制旋轉單元 12沿著其水平方向分別轉動+Θ°及-Θ°，並計算旋轉單元12向旋轉方向轉動+Θ°時，及基準物R之影像與光軸中心的距離D1以及旋轉單元12向旋轉方向轉動-Θ°時，基準物R之影像與光軸中心的距離D2以做為第一對稱校正參數。接下來，處理單元11則可判斷距離D1與距離D2是否相等？若距離D1與距離D2不相等，處理單元11則可調整預設光軸中心，並重覆上述的步驟直到距離D1與距離D2相等，如此即可獲得待校正鏡頭C之垂直對稱軸。

處理單元11可進一步根據待校正鏡頭C之影像中二個特徵點之垂直平分線及待校正鏡頭C之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算第一交點，再沿著水平方向轉動待校正鏡頭C或沿著水平方向平移該些特徵點，使該些特徵點的位置改變，並再次根據待校正鏡頭C之影像之二個特徵點之垂直平分線及待校正鏡頭C之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算第二交點(上述的步驟可利用三個特徵點即可完成，例如計算特徵點a及特徵點b的垂直平分線，再計算特徵點b及特徵點c的垂直平分線，再根據二垂直平分線計算第一交點)。如此，處理單元11則可以根據第一交點及第二交點計算待校正鏡頭C之水平對稱軸，並可根據垂直對稱軸與水平對稱軸的交點計算待校正鏡頭C之光軸中心。

當然，在其它較佳的實施例中，在獲得待校正鏡頭C之垂直對稱軸之後，處理單元11也可以第三預設角度β°控制旋轉單元12沿著垂直方向(在計算出垂直對稱軸後，即可以垂直對稱軸做為此垂直方向)分別轉動+β°及-β°，並透過相同的方式計算待校正鏡頭C之水平對稱軸，以獲得待校正鏡頭C之光軸中心。當然，在上述的實施例中，實施步驟的順序並不加以限制，均應包含在本發明之專利範圍內。

本實施例之光軸中心校正程序可包含下列步驟：

在步驟S61中，提供預設光軸中心，並進入步驟S62。

在步驟S62中，將預設光軸中心對準基準物，並進入步驟S63。

在步驟S63中，以第二預設角度沿著水平方向分別轉動待校正鏡頭，以產生對稱校正參數，並進入步驟S64。

在步驟S64中，根據對稱校正參數判斷預設光軸中心是否為對稱中心？若是則進入步驟S65；若否，則進入步驟S641。

在步驟S641中，修正預設光軸中心，並回到步驟S62。

在步驟S65中，根據預設光軸中心計算待校正鏡頭之垂直對稱軸，並進入步驟S66。

在步驟S66中，根據待校正鏡頭之影像中二個特徵點之垂直平分線及待校正鏡頭之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算待校正鏡頭之水平對稱軸，並進入步驟S67。

在步驟S67中，根據垂直對稱軸及水平對稱軸計算待校正鏡頭之光軸中心。

當然，在上述的實施例中，實施步驟的順序僅為舉例，其可視情況加以變化，本發明並不以此為限。

值得一提的是，習知技藝之廣角鏡頭校正系統需要應用特殊的裝置、複雜的數學模型或精密的影像處理技術來對廣角鏡頭進行校正，因此成本較高。相反的，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統不需要透過任何特殊的裝置、複雜的數學模型及精密的影像處理技術，而僅需透過轉動旋轉單元來獲取校正參數即可進行影像扭曲校正，並僅需要透過簡單的數學運算即可執行長短軸校正，因此本發明之實施例之廣角鏡頭校正系統不但更為準確，且成本可以有效地降低。

又，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統更可以透過類似的方式 精確地計算廣角鏡頭之光軸中心，因此，本發明之實施例之廣角鏡頭校正系統成本可以更進一步降低。由上述實施例可知，本發明實具進步性之專利要件。

請參閱第7圖及第8圖，其係為本發明之廣角鏡頭校正系統之第三實施例之第一示意圖及第二示意圖。本實施例舉例說明了本發明之廣角鏡頭校正系統之其中一種使用情境。第7圖所示的為廣角鏡頭校正系統校正前的影像，而第8圖所示的為廣角鏡頭校正系統校正後的影像。

由第7圖可以看出，經廣角鏡頭校正系統校正前的影像有嚴重的影像扭曲及形變；相反的，由第8圖可以看出，影像扭曲及形變在經廣角鏡頭校正系統校正後的影像中已明顯大幅地改善。

綜上所述，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統可以執行扭曲校正程序以有效地校正廣角鏡頭所產生的影像扭曲，因此其可達到更佳的效能。

本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統不但可以執行扭曲校正程序以校正廣角鏡頭之影像扭曲，還可以執行長短軸校正以校正廣角鏡頭之所造成的形變藉此還原廣角鏡頭之影像中之物體之真實幾何形狀，因此其效能可以進一步提升。

而本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統更可以執行光軸中心校正程序以找出廣角鏡頭之光軸中心，因此其功能更為多元化。

又，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統不需要透過任何特殊的裝置、複雜的數學模型及精密的影像處理技術，而是透過轉動旋轉單元來找出光線之入射角與鏡頭成像之折射角的對應關係，進而計算為影像在校正前後的像素位置對應關係來進行影像扭曲校正，再透過簡單的數學運算來執行長短軸校正，因此其不但更為準確，且成本可大幅地降低。

此外，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統不需要透過任何特殊的裝置、複雜的數學模型及精密的影像處理技術，而是透過轉動旋轉單元來獲得對稱校正參數以計算廣角鏡頭之垂直對稱軸，再透過簡單的數學運算來計算廣角鏡頭之水平對稱軸，即可精確地計算廣角鏡頭之光軸中心，因此其成本可以進一步減少。

再者，本發明之一實施例中，廣角鏡頭校正系統可透過轉動旋轉單元來找出光線之入射角與鏡頭成像之折射角的對應關係，進而計算為影像在校正前後的像素位置對應關係且可以應用於具有暗角的廣角鏡頭，因此其應用上更為廣泛。

可見本發明在突破先前之技術下，確實已達到所欲增進之功效，且也非熟悉該項技藝者所易於思及，其所具之進步性、實用性，顯已符合專利之申請要件，爰依法提出專利申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。其它任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應該包含於後附之申請專利範圍中。

1‧‧‧廣角鏡頭校正系統

11‧‧‧處理單元

12‧‧‧旋轉單元

13‧‧‧影像輸入單元

C‧‧‧待校正鏡頭

R‧‧‧基準物

Claims (14)

1. 一種廣角鏡頭校正系統，係包含：一旋轉單元，係用於設置一待校正鏡頭，該旋轉單元之一旋轉方向與一水平方向平行，且該待校正鏡頭之一光軸中心對準一基準物；一影像輸入單元，係接收該待校正鏡頭之影像；以及一處理單元，係控制該旋轉單元旋轉，並分析該待校正鏡頭之影像；其中，該處理單元係執行一扭曲校正程序以控制該旋轉單元以一第一預設角度沿著該旋轉方向連續旋轉，並記錄每次旋轉該第一預設角度後該基準物之影像與該光軸中心的距離與一總旋轉角度以建立該扭曲校正模型。
2. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭校正系統，其中該處理單元係包含一前處理單元，該前處理單元係對該待校正鏡頭之影像執行輪廓強化與顏色增益。
3. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭校正系統，其中該處理單元更包含一扭曲校正演算單元，該扭曲校正演算單元係接收待校正鏡頭之影像之特徵資訊、執行該扭曲校正程序之演算流程、控制該旋轉單元之旋轉角度，以產生該扭曲校正模型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭校正系統，其中該處理單元更包含一中央處理單元，該中央處理單元係執行晶片初始化、影像前處理、扭曲校正演算、繪圖及邏輯判斷。
5. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭校正系統，其中該處理單元更包含一控制單元，該控制單元係控制該旋轉單元旋轉。
6. 如申請專利範圍第1項所述之廣角鏡頭校正系統，其中該處理單元更包含一記憶體單元，該記憶體單元係做為一資料暫存區。
7. 一種廣角鏡頭校正方法，係包含下列步驟：提供一基準物；使一待校正鏡頭之一光軸中心對準該基準物；以一第一預設角度沿著一旋轉方向連續旋轉該待校正鏡頭，該旋轉方向與一水平方向平行；以及記錄每次旋轉該第一預設角度後該基準物之影像與該光軸中心的距離與一總旋轉角度以建立一扭曲校正模型。
8. 如申請專利範圍第7項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟：以該第一預設角度沿著該旋轉方向連續旋轉該待校正鏡頭，直到該基準物超出該待校正鏡頭之觀測範圍。
9. 如申請專利範圍第7項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟：提供至少二特徵點於該待校正鏡頭之影像，該些特徵點在真實空間中具有一幾何關係；為該待校正鏡頭之影像之短軸與長軸之比例提供一預設值；根據該預設值對該待校正鏡頭之影像執行一長短軸比例校正以產生一第一校正影像；根據該扭曲校正模型對該第一校正影像執行一扭曲校正以產生一第二校正影像；以及判斷該第二校正影像中之該至少二特徵點是否符合真實空間中之該幾何關係。
10. 如申請專利範圍第9項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟：重覆調整該預設值，直到該第二校正影像中之該至少二特徵點符合真實空間中之該幾何關係。
11. 如申請專利範圍第7項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟： 將該基準物對準該待校正鏡頭之一預設光軸中心，並以一第二預設角度沿著該水平方向之二側分別轉動該待校正鏡頭，以產生一第一對稱校正參數；根據該第一對稱校正參數計算該待校正鏡頭之一垂直對稱軸；以一第三預設角度沿著一垂直方向之二側分別轉動，以產生一第二對稱校正參數；根據該第二對稱校正參數計算該待校正鏡頭之一水平對稱軸；以及根據該垂直對稱軸及該水平對稱軸計算該光軸中心。
12. 如申請專利範圍第11項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟：計算該待校正鏡頭沿該水平方向之一側轉動後，該基準物之影像與光軸中心的一第一距離，並計算該待校正鏡頭沿該水平方向之另一側轉動後，該基準物之影像與光軸中心的一第二距離以獲得該第一對稱校正參數；以及判斷該第一距離是否等於該第二距離，若該第一距離不等於該第二距離，調整該預設光軸中心，並重覆上述的步驟直到該第一距離等於該第二距離，以獲得該垂直對稱軸。
13. 如申請專利範圍第7項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟：將該基準物對準該待校正鏡頭之一預設光軸中心，並以一第二預設角度沿著該水平方向之二側分別轉動該待校正鏡頭，以產生一第一對稱校正參數；根據該第一對稱校正參數計算該待校正鏡頭之一垂直對稱軸；根據該待校正鏡頭之影像之二個特徵點之垂直平分線及該待校正鏡頭之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算一第一交點；沿著該水平方向改變該些特徵點的位置，並根據該待校正鏡頭之影 像之二個特徵點之垂直平分線及該待校正鏡頭之影像之另外二個特徵點之垂直平分線計算一第二交點；根據該第一交點及該第二交點計算該待校正鏡頭之一水平對稱軸；以及根據該垂直對稱軸及該水平對稱軸計算該光軸中心。
14. 如申請專利範圍第13項所述之廣角鏡頭校正方法，更包含下列步驟：計算該待校正鏡頭沿該水平方向之一側轉動後，該基準物之影像與光軸中心的一第一距離；計算該待校正鏡頭沿該水平方向之另一側轉動後，該基準物之影像與光軸中心的一第二距離以獲得該第一對稱校正參數；以及判斷該第一距離是否等於該第二距離，若該第一距離不等於該第二距離，調整該預設光軸中心，並重覆上述的步驟直到該第一距離等於該第二距離，以獲得該垂直對稱軸。