一种图像矫正方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及图像矫正技术领域，尤其涉及一种图像矫正方法及装置。

背景技术

电子纸作在显示器件中具有低功耗、绿色环保的独特优势，其在消费级市场中的应用也在不断增长。电子纸生产过程中来料不良是导致最终显示模组不良主要因素，为了保证产品的品质，以及降本增效，需要进行背板的光学检测。

光学检测手段中需要对检测区域图像获取，在图像获取的过程中，通过控制相机对特征区域进行拍摄，获得的图像容易出现错位、偏移、旋转等误差，影响后续检测效果。现有技术中，通过将图像分区以阵列的形式确定旋转角度，进行旋转处理，当图像数据量大时，矫正速度受限，影响检测效率。

发明内容

本发明提供一种图像矫正方法及装置，快速得到旋转角度和斜切角度等矫正参数，对待矫正图像进行矫正，提高了图像的质量，使其更适合进行后续的图像处理和缺陷检查。

第一方面，本发明实施例提供一种图像矫正方法，包括：

获取背板的待矫正图像，其中，所述背板上包括至少两个识别单元；

识别并截取所述待矫正图像中各个所述识别单元所在区域的区域图像；

对所述区域图像进行处理，获得所述识别单元在参考坐标系中的位置数据；所述参考坐标系为以标准图像为基准建立的直角坐标系；

根据所述位置数据与所述标准图像中的识别单元确认所述待矫正图像的矫正参数；

根据所述矫正参数对所述待矫正图像进行矫正。

可选的，所述位置数据包括：参考位置的坐标和边缘直线；对所述区域图像进行处理，获得所述识别单元在参考坐标系中的位置数据，包括：

对所述识别单元进行边缘检测得到所述边缘直线；

确定所述边缘直线在所述参考坐标系上的交点坐标；

根据所述交点坐标确定所述识别单元的所述参考位置的坐标。

可选的，所述矫正参数包括旋转角度和斜切角度；

根据所述位置数据与所述标准图像中的识别单元确认所述待矫正图像的矫正参数，包括：

根据至少两个所述识别单元的参考位置的坐标确定所述旋转角度；

根据所述待矫正图像中识别单元中的所述边缘直线相交的夹角与所述标准图像中所述识别单元的所述边缘直线相交的夹角确定所述斜切角度。

可选的，根据至少两个所述识别单元的参考位置的坐标确定所述旋转角度，包括：

根据第一计算公式计算得到所述旋转角度；

所述第一计算公式为：

其中，(x

可选的，根据所述待矫正图像中识别单元中的所述边缘直线相交的夹角与所述标准图像中所述识别单元的所述边缘直线相交的夹角确定所述斜切角度，包括：

根据第二计算公式计算得到所述斜切角度；

所述第二计算公式为：θ

其中，θ

θ

可选的，所述识别单元为规则图形；所述识别单元的参考位置为中心点。

可选的，所述识别单元为直角十字图形；其中，在所述标准图像中，所述直角十字图形的一边与所述直角坐标系中的一个坐标轴平行。

第二方面，本发明实施例提供一种图像矫正装置，包括：

图像获取模块，用于获取背板的待矫正图像，其中，所述背板上包括至少两个识别单元；

截取模块，用于识别并截取所述待矫正图像中各个所述识别单元所在区域的区域图像；

图像处理模块，用于对所述区域图像进行处理，获得所述识别单元在参考坐标系中的位置数据；所述参考坐标系为以标准图像为基准建立的直角坐标系；

计算模块，用于根据所述位置数据与所述标准图像中的识别单元确认所述待矫正图像的矫正参数；

矫正模块，用于根据所述矫正参数对所述标准图像进行矫正。

可选的，所述图像处理模块，包括：

边缘检测单元，用于对所述识别单元进行边缘检测得到边缘直线；

第一确定单元，用于确定所述边缘直线在所述参考坐标系上的交点坐标；

第二确定单元，用于根据所述交点坐标确定所述识别单元的参考位置的坐标。

可选的，所述矫正参数包括旋转角度和斜切角度；所述计算模块包括：

第三确定单元，用于根据至少两个所述识别单元的参考位置的坐标确定所述旋转角度；

第四确定单元，用于根据所述待矫正图像中识别单元中的所述边缘直线相交的夹角与所述标准图像中所述识别单元的所述边缘直线相交的夹角确定所述斜切角度。

本发明实施例提供的技术方案，通过识别和截取待矫正图像中识别单元的区域图像，对较小尺寸的区域图像进行图像处理，减少图像处理的复杂度，可以提高图像处理速度，同时利用待矫正图像中的识别单元在参考坐标系中的位置数据，快速得到旋转角度和斜切角度等矫正参数，对待矫正图像进行矫正，提高了图像的质量，使其更适合进行后续的图像处理和缺陷检查。

附图说明

图1为本发明实施例提供一种图像矫正方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供一种识别单元的位置示意图；

图3为本发明实施例中边缘直线的示意图；

图4为本发明实施例提供又一种图像矫正方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供又一种图像矫正方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供一种图像矫正装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于图像采集设备的扫描方向和背板的相对位置无法完全处于平行状态，且采集时由于传送带的运动导致图像存在形变，因此需要对图像进行矫正，以便后续的图像处理和缺陷检查，现有技术中，通过将图像分区以阵列的形式确定旋转角度，进行旋转处理，当图像数据量大时，矫正速度受限，影响检测效率。

有鉴于此，图1为本发明实施例提供一种图像矫正方法的流程示意图，本实施例可适用于显示器件中背板图像矫正的情况，该方法可以由图像矫正装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。该方法具体包括如下步骤：

S110、获取背板的待矫正图像，其中，背板上包括至少两个识别单元；

具体的，通过图像获取模块进行背板的图像获取，其中，图像获取模块可以采用相机等具有拍照的电子设备。当背板运行至指定的采集区域后，对背板进行图像采集，得到待矫正图像。识别单元为背板上设置的识别标识，在同一批次或同一类型的背板上，识别单元的设置位置以及尺寸可以认为是相同的，因此识别标识可以起到定位背板以及识别背板的作用。示例性的，识别单元的设置位置可以为背板的边缘相交靠近角落的位置，或，靠近边缘的位置，便于图像的定位以及后续矫正参数的确定。

S120、识别并截取待矫正图像中各个识别单元所在区域的区域图像；

示例性的，可以以标准图像的边缘的交点作为原点建立直角坐标系。图2为本发明实施例提供一种识别单元的位置示意图，参见图2，以标准图像1的左下角的交点作为原点，以原点相邻的两个边，作为坐标轴，需要说明的是，这里的背板以规则的矩形示例，若为其他形状，可以在确定原点后，选择最优方向建立直角坐标系即可。示例性的，识别单元的设置位置可以为背板的边缘相交靠近角落的位置，或，靠近边缘的位置，便于图像的定位以及后续矫正参数的确定。为了便于直观的体现待矫正图像2的偏移，本发明实施例示例性的，在背板的左上角和右上角分别设置识别单元，识别单元在第一方向X上，即水平方向上排布，当待矫正图像2存在偏移，识别单元的位置数据相对于参考坐标系也存在一定的偏移。将获取的待矫正图像2与数据库中的标准图像1进行匹配，进而对标准图像1中的识别单元进行匹配，从而获得待矫正图像2中的识别单元的粗略的位置区域，根据预设的像素、或者图像尺寸，将待矫正图像2中每个识别单元的所在区域进行截取，得到小区域的区域图像3。每个区域图像3内包含一个识别单元。示例性的，利用图像的处理算法，将待矫正图像2和标准图像1作为输入图像，设置预设阈值，扫描整张待矫正图像2，与预设阈值进行对比，满足要求的部分即为匹配成功的部分，即识别单元的所在区域，通过预设尺寸的截取得到区域图像3，利用分析区域图像3，减少数据处理量，一定程度提高了后续图像处理的速度。

S130、对区域图像进行处理，获得识别单元在参考坐标系中的位置数据；参考坐标系为以标准图像为基准建立的直角坐标系；

具体的，位置数据包括识别单元的坐标参数和边缘的延伸直线的位置数据等，其中，为了减少坐标参数的数据量，可以示例性的在识别单元中选取一特征点，将该特征点在参考坐标系中的坐标参数作为位置数据。示例性的，特征点可以为识别单元的边缘直线上的点、边缘直线相交的点、识别单元内部的点或中心点等。其中，参考坐标系为基于标准图像1的坐标系，从而作为数据处理的基准坐标系，便于后续数据的统一处理。

示例性的，图3为本发明实施例中边缘直线的示意图，参见图3，位置数据的获取过程可以为：在区域图像3内对识别单元进行图像处理，检测识别单元的各个边缘在参考坐标系上的边缘直线参数，因此，根据边缘直线可以得到各个边缘的相交点的坐标，可以分别记为a、b、c、d，示例性的，以识别单元为规则图形，以识别单元的中心点作为特征点，因此，根据各个边缘的相交点的坐标对角连接直线的交点，记为A，则可以计算出识别单元的中心点坐标，从而获得识别单元的位置数据。

S140、根据位置数据与标准图像中的识别单元确认待矫正图像的矫正参数；

具体的，根据待矫正图像2中的识别单元的位置数据与标准图像1中的识别单元的位置数据的相对变化，计算矫正参数，其中，矫正参数可以包括旋转角度和斜切角度等。旋转角度是旋转校正的重要参数，旋转校正是指将图像按照一定角度旋转，使其与标准图像1对齐。斜切角度是形变校正的重要参数，形变校正是指将图像中的形变的角度调整到标准图像1的状态。为了便于理解，以图2所示的识别单元为例，识别单元的中心点的连线与标准图像1中的识别单元的中心点的连线的夹角，则可以获得图像的旋转角度B。而根据各个边缘在参考坐标系上的边缘直线之间的夹角与标准图像1中的识别单元的边缘直线之间的夹角之间进行对比，则可以获得图像的斜切角度。

S150、根据矫正参数对待矫正图像2进行矫正。

具体的，根据矫正参数通过仿射变换矫正依次对待矫正图像2进行旋转矫正和斜切矫正，从而避免待矫正图像2相对于标准图像1的旋转和倾斜，提高了图像的质量，使其更适合进行后续的图像处理和缺陷检查。

本发明实施例提供的技术方案，通过识别和截取待矫正图像中识别单元的区域图像，对较小尺寸的区域图像进行图像处理，减少图像处理的复杂度，可以提高图像处理速度，同时利用待矫正图像中的识别单元在参考坐标系中的位置数据，快速得到旋转角度和斜切角度等矫正参数，对待矫正图像进行矫正，提高了图像的质量，使其更适合进行后续的图像处理和缺陷检查。

基于上述实施例，可选的，图4为本发明实施例提供又一种图像矫正方法的流程示意图，参见图4，包括：

S210、获取背板的待矫正图像2，其中，背板上包括至少两个识别单元；

S220、识别并截取待矫正图像2中各个识别单元所在区域的区域图像3；

S230、对识别单元进行边缘检测得到边缘直线；

具体的，根据确定好的区域图像3，对区域内的识别单元的边缘进行检测，可以得到只包含识别单元边缘的黑底白色条纹的边缘图像，在边缘图像的基础上，进一步的，利用霍夫直线检测，设置检测参数，检测参数可以包括霍夫直线的角度步长、检测角度范围距离步长和累加器统计直线的阈值。结合图2参见图3，则对应第一方向X记为0度，第二方向Y记为90度，则检测角度范围可以设定为0°附近和90°附近，从而得到线条参数集合，线条参数包括直线极坐标下的半径坐标和方位角。对线条参数集合进行筛选。首先根据检测出的直线的方位角，将0°附近的直线添加在垂直直线的集合，将90°附近的直线添加在水平直线的集合。分类之后再次筛选，对于两个集合中分别选出两条投票器计数最多且平行的直线，一组识别单元中共四条边缘直线。

S240、确定边缘直线在参考坐标系上的交点坐标；

具体的，根据边缘直线在参考坐标系上的函数关系，通过计算相交的边缘直线方程组可以得到边缘直线的交点坐标。

S250、根据交点坐标确定识别单元的参考位置的坐标；

具体的，获得交点坐标后，根据相对角的交点可以确定一直线，通过直线相交的函数关系，通过计算可以求得识别单元中心点的坐标，将中心点作为参考位置即特征点。

S260、根据位置数据与标准图像中的识别单元确认待矫正图像的矫正参数；

S270、根据矫正参数对待矫正图像进行矫正。

基于上述实施例，可选的，图5为本发明实施例提供又一种图像矫正方法的流程示意图，参见图5，包括：

S310、获取背板的待矫正图像，其中，背板上包括至少两个识别单元；

S320、识别并截取待矫正图像中各个识别单元所在区域的区域图像；

S330、对识别单元进行边缘检测得到边缘直线；

S340、确定边缘直线在参考坐标系上的交点坐标；

S350、根据交点坐标确定识别单元的参考位置的坐标；

S360、根据至少两个识别单元的参考位置的坐标确定旋转角度；

具体的，旋转角度的获取可以通过将识别单元的参考位置的坐标进行连线，标准图像1中相同识别单元的相同位置进行连线，两条直线的夹角即为待矫正图像2与标准图像1的旋转角度。旋转角度的获取还可以根据第一计算公式计算得到旋转角度；

第一计算公式为：

其中，(x

也就是说，通过第一个识别单元的参考位置的坐标和第二个识别单元的参考位置的坐标计算两坐标连线的斜率，表示为旋转角度。

S370、待矫正图像中识别单元中的边缘直线相交的夹角与标准图像中识别单元的边缘直线相交的夹角确定斜切角度。

具体的，将待矫正图像2中识别单元中的边缘直线相交的夹角与标准图像1中识别单元的边缘直线相交的夹角进行对比，两者的差值即可以表示为识别单元的形变量。例如以图3中识别单元为例，第一方向X与第二方向Y上的边缘直线的夹角，按标准图像1中，识别单元的第一方向X与第二方向Y上的边缘直线的夹角C应该为90°，但在待矫正图像2中识别单元的第一方向X与第二方向Y上的边缘直线的夹角C为88°，则斜切角度可以表示为2°。示例性的，根据第二计算公式计算得到斜切角度；

第二计算公式可以表示为：θ

其中，θ

S380、根据旋转角度和斜切角度对待矫正图像进行矫正。

具体的，对采集到的待矫正图像2进行逆向仿射变换，其中由于偏移导致的旋转和斜切，可以进行旋转和斜切的放射变换。首先进行旋转变换，对于旋转仿射变换，

基于上述实施例，可选的，识别单元为规则图形；识别单元的参考位置为中心点。

具体的，规则图形可以包括规则的多边形，例如正方形、矩形和平行四边形等，优选的，识别单元为直角十字图形；其中，在标准图像1中，直角十字图形的一边与直角坐标系中的一个坐标轴平行。利用识别单元的中心点作为参考位置，即通过计算可以量化中心点的坐标，提高数据处理的准确性。

图6为本发明实施例提供一种图像矫正装置的结构示意图，参见图6，包括：

图像获取模块110，用于获取背板的待矫正图像2，其中，背板上包括至少两个识别单元；

截取模块120，用于识别并截取待矫正图像2中各个识别单元所在区域的区域图像3；

图像处理模块130，用于对区域图像3进行处理，获得识别单元在参考坐标系中的位置数据；参考坐标系为以标准图像1为基准建立的直角坐标系；

计算模块140，用于根据位置数据与标准图像1中的识别单元确认待矫正图像2的矫正参数；

矫正模块150，用于根据矫正参数对标准图像1进行矫正。

具体的，通过图像获取模块110进行背板的图像获取，其中，图像获取模块110可以采用相机等具有拍照的电子设备。当背板运行至指定的采集区域后，图像获取模块110对背板进行图像采集，得到待矫正图像2。识别单元为背板上设置的识别标识，在同一批次或同一类型的背板上，识别单元的设置位置以及尺寸可以认为是相同的，因此识别标识可以起到定位背板以及识别背板的作用。示例性的，识别单元的设置位置可以为背板的边缘相交靠近角落的位置，或，靠近边缘的位置，便于图像的定位以及后续矫正参数的确定。

截取模块120将获取的待矫正图像2与数据库中的标准图像1进行匹配，进而对标准图像1中的识别单元进行匹配，从而获得待矫正图像2中的识别单元的粗略的位置区域，根据预设的像素、或者图像尺寸，将待矫正图像2中每个识别单元的所在区域进行截取，得到小区域的区域图像3。每个区域图像3内包含一个识别单元。

图像处理模块130在区域图像3内对识别单元进行图像处理，检测识别单元的各个边缘在参考坐标系上的边缘直线参数，因此，根据边缘直线可以得到各个边缘的相交点的坐标，示例性的，以识别单元为规则图形，以识别单元的中心点作为特征点，因此，根据各个边缘的相交点的坐标对角连接直线的交点，则可以计算出识别单元的中心点，从而获得识别单元的位置数据。

计算模块140根据待矫正图像2中的识别单元的位置数据与标准图像1中的识别单元的位置数据的相对变化，计算矫正参数，其中，矫正参数可以包括旋转角度和斜切角度等。旋转角度是旋转校正的重要参数，旋转校正是指将图像按照一定角度旋转，使其与标准图像1对齐。斜切角度是形变校正的重要参数，形变校正是指将图像中的形变的角度调整到标准图像1的状态。为了便于理解，以图2所示的识别单元为例，识别单元的中心点的连线与标准图像1中的识别单元的中心点的连线的夹角，则可以获得图像的旋转角度。而根据各个边缘在参考坐标系上的边缘直线之间的夹角与标准图像1中的识别单元的边缘直线之间的夹角之间进行对比，则可以获得图像的斜切角度。

矫正模块150根据矫正参数通过仿射变换矫正依次对待矫正图像2进行旋转矫正和斜切矫正，从而避免待矫正图像2相对于标准图像1的旋转和倾斜，提高了图像的质量，使其更适合进行后续的图像处理和缺陷检查。

可选的，图像处理模块，包括：

边缘检测单元，用于对识别单元进行边缘检测得到边缘直线；

第一确定单元，用于确定边缘直线在参考坐标系上的交点坐标；

第二确定单元，用于根据交点坐标确定识别单元的参考位置的坐标。

具体的，根据确定好的区域图像3，边缘检测单元对区域内的识别单元的边缘进行检测，可以得到只包含识别单元边缘的黑底白色条纹的边缘图像，在边缘图像的基础上，进一步的，利用霍夫直线检测，设置检测参数，检测参数可以包括霍夫直线的角度步长、检测角度范围距离步长和累加器统计直线的阈值。从而得到线条参数集合，线条参数包括直线极坐标下的半径坐标和方位角。对线条参数集合进行筛选。分类之后再次筛选，对于两个集合中分别选出两条投票器计数最多且平行的直线，一组识别单元中共四条边缘直线。

第一确定单元根据边缘直线在参考坐标系上的函数关系，通过计算相交的边缘直线方程组可以得到边缘直线的交点坐标。

获得交点坐标后，第二确定单元根据相对角的交点可以确定一直线，通过直线相交的函数关系，通过计算可以求得识别单元中心点的坐标，将中心点作为参考位置即特征点。

可选的，矫正参数包括旋转角度和斜切角度；计算模块包括：

第三确定单元，用于根据至少两个识别单元的参考位置的坐标确定旋转角度；

第四确定单元，用于根据待矫正图像2中识别单元中的边缘直线相交的夹角与标准图像1中识别单元的边缘直线相交的夹角确定斜切角度。

具体的，第三确定单元可以通过将识别单元的参考位置的坐标进行连线，标准图像1中相同识别单元的相同位置进行连线，两条直线的夹角即为待矫正图像2与标准图像1的旋转角度。第三确定单元还可以根据第一计算公式计算得到旋转角度；

第一计算公式为：

其中，(x

也就是说，通过第一个识别单元的参考位置的坐标和第二个识别单元的参考位置的坐标计算两坐标连线的斜率，表示为旋转角度。

第四确定单元将待矫正图像2中识别单元中的边缘直线相交的夹角与标准图像1中识别单元的边缘直线相交的夹角进行对比，两者的差值即可以表示为识别单元的形变量。例如以图3中识别单元，第一方向X与第二方向Y上的边缘直线的夹角，按标准图像1中，识别单元的第一方向X与第二方向Y上的边缘直线的夹角应该为90°，但在待矫正图像2中识别单元的第一方向X与第二方向Y上的边缘直线的夹角为88°，则斜切角度可以表示为2°。示例性的，第四确定单元根据第二计算公式计算得到斜切角度；

第二计算公式可以表示为：θ

其中，θ

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现本发明任意实施例中的图像矫正方法。

本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。