魚眼圖像畸變校正算法的研究.pdf

1、魚眼鏡頭是一種超廣角攝像頭，魚眼圖像是魚眼鏡頭拍攝的圖像，相對于一般圖像，魚眼圖像的視角比較大，因此魚眼圖像的信息量比較大，采用魚眼鏡頭的圖像采集設備能夠獲取比一般采集設備更大的視角，因此能夠用更少的帶有魚眼鏡頭的采集設備獲得更大范圍的景物，從而簡化圖像采集過程，節(jié)約硬件資源。
　　由于以上特點，魚眼鏡頭在視頻會議、安防監(jiān)視、智能交通等領域具有廣闊的市場前景，然而魚眼鏡頭所拍攝的圖片存在畸變，不僅人眼觀察的效果差，而且圖像識別效果

2、也很差，這使魚眼鏡頭的實用性降低，因此，除了在攝影藝術(shù)領域外，魚眼圖像都必須經(jīng)過校正才能適合人眼觀察或者采用圖像識別技術(shù)來擴大魚眼鏡頭的實用性。
　　本文首先分析了魚眼圖像校正的基本原理和各種校正模型的特點，比較了各種模型的特點，在此基礎上提出了一種改進后的基于模板法的魚眼圖像畸變校正算法，并對得出的關鍵參數(shù)進一步修正和優(yōu)化。主要的工作如下：
　　(1)對有關魚眼相關文獻進行了分析和總結(jié)，闡述課題研究背景及現(xiàn)狀。討論了圖像校

3、正相關理論知識，如:各種坐標系、針孔成像、透視投影、各種畸變和圖像的預處理，針對魚眼成像特點給出其相應的成像模型。
　　(2)詳細研究了基于網(wǎng)格模板，同心圓模板和等效球面模型的校正方法。網(wǎng)格模板和同心圓模板，都是利用特征點的坐標映射去完成圖像的畸變校正。等效球面模型法是假設拍攝的畸變圖像是一個曲面，然后把這個曲面展開為平面，然后對平面圖像進行運算，從而完成畸變圖像的校正。
　　(3)提出了一種改進后的基于模板法的魚眼圖像校正

4、算法，首先用泰勒多項式來逼近魚眼鏡頭的一般化模型，在提取多對圖像的理想坐標和畸變坐標點對后，本文中考慮到運算的合理性和準確性，將畸變圖像中角點到畸變中心的距離設為實際距離，棋盤格中角點到棋盤格中心的距離設為理想距離，然后運用最小二乘法求解畸變系數(shù)。然后，運用雙線性插值得到魚眼畸變圖像的校正圖像。
　　(4)雖然在提取特征點時已經(jīng)精確到了亞像素級別，但是考慮到模板制作，以及提取特征點和計算精度等方面不可避免的誤差，通過對擬合出的四次