基于魚(yú)眼鏡頭的全景圖像生成算法研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)視覺(jué)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(jī)周圍的信息，高效地為各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)與機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用提供重要的信息來(lái)源，對(duì)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(yú)眼鏡頭是建立全景視覺(jué)系統(tǒng)最有效的方法之一，相對(duì)于反射式全景視覺(jué)系統(tǒng)，魚(yú)眼鏡頭具有視角廣闊、結(jié)構(gòu)緊湊、成像清晰等優(yōu)點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究全景視覺(jué)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。本文對(duì)全景視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行分類，重點(diǎn)闡述基于魚(yú)眼鏡頭的全景視覺(jué)系統(tǒng)，包括魚(yú)眼鏡頭的物理結(jié)

2、構(gòu)、光學(xué)特性和魚(yú)眼相機(jī)模型，為后續(xù)的相機(jī)標(biāo)定和魚(yú)眼圖像校正技術(shù)奠定基礎(chǔ)。⑵提出魚(yú)眼圖像的高效全景展開(kāi)算法。本文在魚(yú)眼圖像全景展開(kāi)過(guò)程中，針對(duì)現(xiàn)有算法的冗余性和展開(kāi)角度的選取問(wèn)題，提出一種30°旋轉(zhuǎn)展開(kāi)算法。同時(shí)，為了避免對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，提出一種基于極坐標(biāo)的全景圖像展開(kāi)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法簡(jiǎn)單高效，圖像展開(kāi)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(yú)眼圖像校正算法。為了更好地校正魚(yú)眼圖像，本文改進(jìn)了基于交比不變性的魚(yú)眼鏡頭

3、標(biāo)定技術(shù)，提出一種基于除法模型的魚(yú)眼圖像校正算法，并通過(guò)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(duì)于多項(xiàng)式模型，這種算法在標(biāo)定過(guò)程中的計(jì)算復(fù)雜度較低，校正效果較好。⑷針對(duì)魚(yú)眼全景展開(kāi)圖像中的景物比例失衡問(wèn)題提出兩種不同的比例修正算法。第一種是直接采用標(biāo)定得到的除法畸變模型對(duì)魚(yú)眼全景展開(kāi)圖像進(jìn)行非線性拉伸；第二種是采用改進(jìn)的光學(xué)傳輸函數(shù)模型，利用環(huán)形棋盤(pán)格徑向等距的性質(zhì)，通過(guò)迭代運(yùn)算實(shí)現(xiàn)魚(yú)眼全景展開(kāi)圖像的比例修正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該比例修正