1.鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，包括：S1‑基于中线边界切点的扫描，S2‑经度坐标拟合引导校正逆向映射，S3‑持续双向重定位圆心校正算法的改进，S4‑基于逆向映射双纵向模型校正扩展，S5‑改进经度坐标拟合引导的校正；

第一部分，基于中线边界切点的扫描法：在鱼眼图像校正之前，先对鱼眼图像的有效区域进行提取，获得其圆形有效区域的半径和圆心坐标，根据鱼眼图像有效区域的四个边界切点位于鱼眼图像两条中线上的几何特征,基于中线扫描获得有效区域的半径和圆心；

基于中线边界切点的扫描步骤：选择先扫描找出圆形有效区域的左右两个切点的横坐标,进而求得左右两条切线，然后再继续扫描找出上下两个切点的纵坐标，进而求得上下两条切线；

(a)算法实现的具体过程：

第一步：设定分割临界值T，取值为30；

第二步：找出图像的水平中线，先从左向右扫描，求得扫描到的像素点的灰度值，将其与T值进行比较，如果小于T值，则继续扫描；如果不小于T值,则暂停向下扫描，并记录这个像素点的坐标值,表示为P1(a,b)；然后直接求得记录点右边与其相邻点P(a+1,b)的灰度值,将其与T值进行比较，如果不小于T值，则P1(a,b)就是所要找的临时左边界切点；如果小于T值，则继续向下扫描判断；

第三步：基于鱼眼图像的有效区域存在不关于中线对称的情况,或中线上存在黑色像素点的影响，作进一步判断，先以P1(a,b)左方的相邻点P’(a‑1,b)为起点，作水平中线的垂线，表达式为x1＝a‑1，然后扫描垂线段x1＝a‑1，求出垂线段x1＝a‑1的极限亮度差S，将其和T值进行比较，如果小于T值，则P1就是真正的左边界切点；若不小于T值,则继续向左方作垂线段,表达式为x2＝a‑2,然后扫描垂线段x2＝a‑2，求出垂线段x2＝a‑2的极限亮度差S，将其与T值进行比较，假如小于T值，则x2＝a‑1就是鱼眼图像的左边界切线，否则继续向左方作垂线段，直到出现S小于T值的情况，此时前一个垂线段就是鱼眼图像的左边界切线，假设最终求得的鱼眼图像的左边界切线的表达式为x3＝XL；

第四步：用相同的方法，求得鱼眼图像的右边界切线，设表达式为x4＝XR；

第五步：通过表达式x5＝(XL+XR)/2求得图像的垂直中线，然后用相同的方法求得鱼眼图像的上下两条边界切线，表达式分别为y1＝YT、y2＝‑YT，与获得左右两条边界切线不同之处在于,对求上下边界切线的水平垂线段取值范围进行优化,具体为XL＜x＜XR；

第六步：四条边界切线全部获得后，由式1：

求出对应的圆心坐标P(x0,y0)和半径Rx、Ry；

(b)半径修正

将鱼眼图像按照一定的角度θ进行旋转，然后按照基于中线的扫描线法获取新的圆心坐标和半径，最后将得到的所有半径R和圆心坐标(xi,yi)求取均值，得到最终的圆形有效区域的半径R和圆心坐标P(x0,y0)，具体表达式如下：n为扫描总次数；

第二部分，鱼眼镜头图像校正方法改进：针对鱼眼图像2D算法正向映射的图像空隙点问题，通过采用从目标图像到鱼眼图像进行逆向映射的方法，首先，推导经度坐标拟合引导校正算法逆向映射函数，其次，改进持续双向重定位圆心的校正算法,将其扩展到对鱼眼图像横向畸变校正，并进行改进后的算法逆向映射推导，再次，将基于双纵向模型的校正算法进行坐标变换，使得鱼眼图像的经度取值变为‑π/2至π/2,并推导逆向映射函数，使得算法直接对圆形有效区域并不完整的图像进行畸变校正，最后，根据经度坐标拟合引导校正算法存在边界区域校正不足的问题和鱼眼图像的畸变特征，提出一种改进的经度坐标拟合引导的校正算法，根据鱼眼图像畸变点距离其圆周的距离而调整校正比例,促使除有效区域圆周以外的纵向经线，在校正后横坐标不再完全等于该经线与x轴交点的横坐标，而是在纵坐标不变的情况下，校正点呈一条弧线分布，且越靠近图像边界，横坐标的校正值越大,消除经度坐标拟合引导校正算法在边界区域存在的拱形失真，校正鱼眼图像的畸变。

2.根据权利要求1所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，基于中线边界切点的扫描法：找出有效区域的外切正方形与其相交的四个切点,基于这四个切点位于鱼眼图像的两条中线上的几何特征，将逐行逐列扫描确定有效区域四个切点的方法，转换为扫描鱼眼图像的两条中线确定有效区域的四个边界切点，在保证提取精度的情况下，大量减少对不必要像素点的扫描。

3.根据权利要求1所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，经度坐标拟合引导校正逆向映射：由目标图像的每个像素点出发，通过反向推导求得其在鱼眼图像中对应像素点的方法，得到理想的目标图像；

设点K’(x，y)为畸变点K(xk，yk)对应的校正点，求得其逆向映射关系式，并表示如下：其中R为鱼眼图像有效区域的半径；

实现过程：首先输入一副鱼眼图像，采用本申请基于中线的扫描线法进行有效区域的提取，获得有效区域的半径和圆心坐标，然后采用逆向映射函数式3直接对目标图像的像素点坐标进行坐标变换，将其映射到鱼眼图像上，最后对目标图像的像素点进行赋值。

4.根据权利要求1所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，持续双向重定位圆心校正算法的改进：横向经线NBS唯一确定一个新圆形，02(0，y00)为其圆心，Rnew1为其半径，N(‑R，0)、S(R,0)为横向经线与x轴的交点，B(0，yb)为横向经线与y轴的交点，K’(x，y)为K(xk,yk)点对应的校正点；

根据KO2＝SO2＝Rnew1，得到：

则：

又 可得：

得到关于x的表达式，得：

式7是对持续双向重定位圆心的校正方法改进后的映射函数，这种映射关系对鱼眼图像的横纵向畸变都进行精准校正。

5.根据权利要求4所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，双向重定位逆向映射函数：已知K’(x，y)，求取K(xk,yk)的表达式；

根据EO1＝HO1＝Rnew，得：

根据B02＝SO2＝Rnew1，得：

根据EO1＝KO1＝Rnew和KO2＝SO2＝Rnew1，得到以下两个方程式：

2 2 2 2

R+x00＝yk+(xk‑x00)

2 2 2 2

R+y00＝xk+(yk‑y00)                                 式10式10两式相减得：

将式11中yk用xk表示，并代到式10中，整理化简得：

求解二次方程式12，当K点位于右半圆，即xk＞0时：

当K点位于左半圆，即xk＜0时：

将式11中xk用yk表示，并整理化简得：

求解二次方程式15，当K点位于上半圆，即yk＞0时：

当K点位于下半圆，即yk＜0时：

至此完成改进的重定位圆心校正方法的逆向映射函数的建立。

6.根据权利要求5所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，改进双向重定位圆心校正流程：首先输入一副鱼眼图像，采用本申请基于中线的扫描线法进行有效区域的提取，获得有效区域的半径和圆心坐标；然后采用式8、式9获得横、纵向经线所确定新圆形的圆心坐标，再采用逆向映射函数式13、式14、式16、式17直接对目标图像的像素点坐标进行坐标变换，将其映射到鱼眼图像上，最后对目标图像的像素点进行赋值。

7.根据权利要求1所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，基于逆向映射双纵向模型校正扩展：首先将目标图像坐标转换成直角坐标，点P’为目标图像上的任一点，坐标表示为(i,j)，转换成直角坐标后表示为(xm,yn)，转换关系式如式18：其中R为鱼眼图像有效区域的半径；

点P是点P’对应的逆向映射点，双纵向坐标是(α，β)，当投影模型为半球面时，目标图像从左往右、从下往上的横纵经度取值范围是0至π，转换为直角坐标后，横、纵方向上的经度转换为‑π/2～π/2，直角坐标点P’(xm,yn)和相对应的半球面上双纵向坐标P(α，β)转换关系式如下所示：其中α，β分别表示竖直、水平方向经度线的经度值；

点P"(xc,yc,zc)是双纵向点P(α，β)对应的三维坐标点，点P1与P2分别为点P"到平面xcozc和ycozc的距离映射点，θ为oP2与yc正半轴之间的夹角，β与θ之和为π/2， 为oP1与xc正半轴之间的夹角，α与 之和为π/2，得到：根据半球面的特性和角度与坐标之间的关系，建立如下关系式：

求解式21，得：

当采用正交投影时，半球面点P"(xc,yc,zc)映射为鱼眼图像的P""(x，y)，而线段PP"垂直于xcoyc平面，因此半球面点P"(xc,yc,zc)与鱼眼图像P""(x，y)的转换关系如下：由平面图像直角坐标转化为鱼眼图像坐标，关系式如下：

通过采用双纵向模型，得到目标图像的校正点与鱼眼图像畸变点之间的映射关系。

8.根据权利要求1所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，改进经度坐标拟合引导的校正：点K(x1，y1)为鱼眼图像经线上的一点，点P为鱼眼图像圆周上的一点，线段PK垂直于y轴，则P点坐标设为(x2,y1)，设K’(x，y)为K点对应的校正点，得出点P(x2,y1)横坐标的表达式如下：根据经度坐标校正算法得到：

将式26进行形式转换，并结合式25，得到：

式27左边是校正坐标与畸变坐标的比值，将其作为经度坐标拟合引导校正算法的比例函数，当y1值固定，比例函数右边是一个常量，x沿着水平线y＝y1均匀校正；

通过调大校正比例函数，使得除有效区域圆周以外的纵向经线，在校正后横坐标不再完全等于该经线与x轴交点的横坐标，而是在纵坐标不变的情况下，校正点呈一条弧线分布，且越靠近图像边界，横坐标的校正值越大；

通过引入校正系数t，调大校正比例函数，在原比例函数的右边分式的分子和分母上减去同样比例的数值，来调大校正比例,得到如下表达式：转换式28，得到映射函数关系式：

当畸变点在鱼眼图像圆周上时，校正比例符合经度坐标校正比例的情况，最后的校正比例回归到经度坐标算法的校正比例，另外，使得表达式在x1＝(1‑t)x2上得到的校正曲线，完全拟合采用式29在x1＝(1‑t)x2上得到的校正曲线，得如下表达式：x＝x1‑x2+sign(x1)×R  (|x1|≥(1‑t)|x2|)                   式30综合式28、式29和式30，得,映射函数，该映射函数是一种根据畸变点距离鱼眼图像圆周的距离而调整校正比例的映射函数，函数表达式如下：逆向映射得到较精确的校正结果,对逆向映射函数进行推导，相关表达式如下：其中t为引入的校正系数，调节校正比例线的斜率大小，控制纵向经线校正后获得的弧线的弯曲度,通过调整半径R的大小对校正结果进行调整优化。

9.根据权利要求8所述鱼眼镜头有效区域获取与图像精细校正方法，其特征在于，改进经度坐标拟合引导校正的扩展：点K(x1，y1)为鱼眼图像横向经线上的一点，点P'为鱼眼图像圆周上的一点，线段P'K垂直于x轴，则P'点坐标设为(x1,y2)，设K"(x，y)为K点对应的校正点，得出点P(x1,y2)纵坐标的表达式如下：设点K(x1，y1)为鱼眼图像横向经线与纵向经线的交点，点P(x2,y1)为过K点的水平直线与鱼眼图像圆周的交点，点P’(x1,y2)为过K点的竖直直线与鱼眼图像圆周的交点，设K"(x，y)为K点对应的校正点，扩展算法的表达式如下：式36为对鱼眼图像的横、纵方向上畸变进行校正的正向映射函数，扩展算法完成两个方向的校正。