基于魚眼鏡頭的全景圖像生成算法研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)視覺系統(tǒng)，全景圖像技術(shù)能夠在一張圖像中完整展現(xiàn)相機周圍的信息，高效地為各種計算機視覺與機器視覺應(yīng)用提供重要的信息來源，對于醫(yī)療、工業(yè)和軍事等領(lǐng)域都有非常重要的意義。而魚眼鏡頭是建立全景視覺系統(tǒng)最有效的方法之一，相對于反射式全景視覺系統(tǒng)，魚眼鏡頭具有視角廣闊、結(jié)構(gòu)緊湊、成像清晰等優(yōu)點。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究全景視覺系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。本文對全景視覺系統(tǒng)進行分類，重點闡述基于魚眼鏡頭的全景視覺系統(tǒng)，包括魚眼鏡頭的物理結(jié)

2、構(gòu)、光學(xué)特性和魚眼相機模型，為后續(xù)的相機標定和魚眼圖像校正技術(shù)奠定基礎(chǔ)。⑵提出魚眼圖像的高效全景展開算法。本文在魚眼圖像全景展開過程中，針對現(xiàn)有算法的冗余性和展開角度的選取問題，提出一種30°旋轉(zhuǎn)展開算法。同時，為了避免對圖像進行旋轉(zhuǎn)，提出一種基于極坐標的全景圖像展開算法。實驗結(jié)果表明，該算法簡單高效，圖像展開效果良好。⑶提出一種基于交比不變性與除法模型相結(jié)合的魚眼圖像校正算法。為了更好地校正魚眼圖像，本文改進了基于交比不變性的魚眼鏡頭

3、標定技術(shù)，提出一種基于除法模型的魚眼圖像校正算法，并通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)可視化，體現(xiàn)算法的有效性。相對于多項式模型，這種算法在標定過程中的計算復(fù)雜度較低，校正效果較好。⑷針對魚眼全景展開圖像中的景物比例失衡問題提出兩種不同的比例修正算法。第一種是直接采用標定得到的除法畸變模型對魚眼全景展開圖像進行非線性拉伸；第二種是采用改進的光學(xué)傳輸函數(shù)模型，利用環(huán)形棋盤格徑向等距的性質(zhì)，通過迭代運算實現(xiàn)魚眼全景展開圖像的比例修正。實驗結(jié)果表明該比例修正