多鏡頭無縫拼接成像系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、超寬視角圖像在虛擬現實、視頻壓縮、傳輸和醫(yī)學等領域有著廣泛的應用。雖然利用廣角鏡頭也可得到寬視角的圖像，但廣角鏡頭的邊緣會產生難以避免的扭曲變形。正是由于普通單元成像系統(tǒng)受到測量范圍、成像分辨率等因素的制約，不可能一次性地拍出寬視角圖片，所以產生了圖像拼接(ImageMosaicing)技術。 目前國內外比較常見的圖像拼接方法均是通過一定的算法搜尋相鄰兩幅圖像中相同的內容，從而確定它們的相對位置。技術的重點就是如何處理已經存在的

2、兩幅圖像的重疊部分，算法的不同直接決定了圖像拼接的優(yōu)劣，這些過分依賴軟件算法的圖像拼接技術將導致系統(tǒng)的實時性難以滿足。 本文提出了一種在成像系統(tǒng)前增加視場光闌從而實現多鏡頭圖像拼接的方法，可同時滿足大視場成像范圍和高分辨率的實際要求。文中運用光學成像原理把大范圍視場分成多個部分，再用多個CCD攝像系統(tǒng)分別對各個小范圍視場成像。導出了光闌尺寸的計算公式，從而精確地限制了每個攝像系統(tǒng)的成像范圍。對參與成像的各要素如：光闌、圖像采集鏡

3、頭、CCD等元件的參數以及它們的相對位置和相互所成角度都進行了數學推導和運算。考慮了物距變化給成像帶來的影響，建立了一個相對完整的實物模型。利用此方法進行了成像拼接實驗，拼接成像效果基本達到了實用要求，但是還存在一些缺陷，如拼接圖片亮度不均衡，拼接處有細縫存在等。針對這些問題，文章采用了軟件優(yōu)化的解決方法，設計了基于網格的快速匹配算法以及圖像融合算法，編寫了測試軟件。這種軟硬結合的圖像拼接技術在后面進行的實物成像拼接實驗中取得了良好的實