魚眼畸變圖像校正的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、魚眼鏡頭的光學(xué)特性比較特殊,擁有180°~270°的大視野,從而廣泛應(yīng)用于交通,銀行,學(xué)校等各種監(jiān)控領(lǐng)域。它還可以應(yīng)用于各類全景系統(tǒng),具有拼接簡單,覆蓋全面,無盲區(qū)的特點(diǎn)。然而使用魚眼鏡頭獲得的大視野圖像引入了嚴(yán)重的畸變,這些形變圖像很難滿足人的正常視覺要求。為了增強(qiáng)圖像的視覺效果,需要將魚眼畸變圖像恢復(fù)到無畸變的正常視覺圖像。
　　魚眼圖像畸變校正的前提是已知鏡頭的畸變參數(shù),這些參數(shù)可通過對鏡頭進(jìn)行標(biāo)定獲得。而各類標(biāo)定算法中基于

2、鏡頭成像模型建模的方法準(zhǔn)確度較高。采用這種算法標(biāo)定鏡頭時(shí),為方便計(jì)算,提取魚眼圖像中的特征點(diǎn)信息來替代整幅圖像,和真實(shí)世界坐標(biāo)空間對應(yīng)。本課題對魚眼畸變圖像校正的研究主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容:特征點(diǎn)的檢測,魚眼鏡頭的標(biāo)定和圖像畸變校正。
　　首先,調(diào)研了目前角點(diǎn)檢測領(lǐng)域的幾種算法,Harris,SUSAN,SV等算法。仿真實(shí)現(xiàn)并分析比較了這幾類算法的優(yōu)缺點(diǎn),深入研究了Martin Rufli等人提出的基于封閉輪廓提取的區(qū)域思想算

3、法,并對此算法的不足之處進(jìn)行了改進(jìn),最終實(shí)現(xiàn)高精度、高準(zhǔn)確率的自動(dòng)角點(diǎn)檢測算法。
　　其次,鏡頭的標(biāo)定是圖像校正的前提,也是至關(guān)重要的一步,它的精度直接反映了鏡頭成像模型的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)有的相機(jī)標(biāo)定算法中,基于鏡頭成像模型的算法標(biāo)定結(jié)果更為準(zhǔn)確,基本思想是建立真實(shí)世界坐標(biāo)空間和魚眼成像平面坐標(biāo)系之間的對應(yīng)關(guān)系求解畸變系數(shù)。這類算法中具有代表性的是Davide Scaramuzza提出的標(biāo)定方法。針對該標(biāo)定方法的一些局限性加以改進(jìn),達(dá)

4、到低約束、高精度的標(biāo)定結(jié)果。
　　最后,研究了幾類校正算法,包括平面校正,柱面校正和經(jīng)緯展開校正等。這幾種算法都屬于全局投影校正,直接由畸變圖像映射到非畸變的目標(biāo)圖像上,校正后的圖像都不可避免地存在一定程度的變形。Carroll等人提出的基于內(nèi)容的校正方法屬于局部變化投影,最大限度地減少了畸變,校正結(jié)果基本滿足正常的視覺要求。針對該算法需要用戶交互的局限性,提出了一種基于Carroll算法的棋盤格圖像校正算法。
　　本課題的