图像几何失真校正的基本步骤

图像几何失真校正的基本步骤

图像几何失真校正是一个复杂的过程，主要包括以下几个步骤：

1.理解几何失真

在许多实际的图像采集处理过程中，图像中像素之间的空间关系会发生变化，这时可以说图像产生了几何失真或几何畸变。换句话说，原始场景中各部分之间的空间关系与图像中各对应像素间的空间关系不一致了。这就需要通过几何变换来校正失真图像中的各像素位置，以重新得到像素间原来应有的空间关系。同时，对于灰度图像，还需要考虑灰度关系，即同时需要进行灰度校正以还原本来像素的灰度值。

2.空间变换

空间变换是图像几何失真校正的第一步，主要是对图像平面上的像素进行重新排列以恢复像素原来的空间关系。这一步通常是通过几何变换来实现的，例如缩放、翻转、仿射变换等。在Python的OpenCV库中，可以使用`cv2.resize()`进行缩放变换，使用`cv2.flip()`进行翻转变换，使用`cv2.warpAffine()`进行仿射变换等。

3.灰度插值

空间变换后的像素需要赋予相应的灰度值以恢复原位置的灰度值。灰度插值是函数逼近的一种重要方法，是数值计算的重要课题。许多实际问题中的函数y=f(x)，常常依赖于实验和观测，只能得到某个区间内的一些离散点上的值，并没有明确的数学表达式。因此希望对这样的函数用简单的数学表达式近似地给出其整体的描述，也就是进行灰度插值。常用的灰度插值方法有最近邻插值、双线性插值、三次内插法等。

4.使用插值法

插值法能够在很大程度上对几何失真图像进行校正。例如，双线性插值法在图像几何失真校正中得到了广泛应用。这种方法先对两水平方向进行一阶线性插值，然后再在垂直方向上进行一阶线性插值。通过实例，可以具体讨论双线性插值在图像几何失真校正中的应用。

5.利用控制点进行几何精校正

在某些情况下，可以利用控制点进行几何精校正。这种方法回避成像的空间几何过程，而直接利用地面控制点数据对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟，从而实现图像的几何精校正。

6.利用交互式选择点工具选择连接点

在一些高级的图像处理软件中，还可以利用交互式选择点工具选择连接点来进行几何失真校正。例如，可以通过这个工具选择连接点，然后进行空间变换和灰度插值。

以上就是图像几何失真校正的基本步骤。需要注意的是，不同的应用场景可能需要采用不同的校正方法和技术。