魚眼圖像校正及應(yīng)用的數(shù)學(xué)建模.pdf

1、魚眼鏡頭的光學(xué)特殊性質(zhì)使得它們一般擁有180度到270度的超大視角，從而廣泛地被應(yīng)用于銀行、交通、學(xué)校等各個(gè)領(lǐng)域的監(jiān)控。它還可以應(yīng)用于各種類型的全景系統(tǒng)，具有覆蓋全面、拼接簡(jiǎn)單、無盲區(qū)的特點(diǎn)。盡管擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但在使用魚眼鏡頭拍攝圖像時(shí)會(huì)不可避免地引入形變，拍出的魚眼圖像往往有嚴(yán)重的畸變，為了增強(qiáng)圖像的視覺效果，需要將畸變的魚眼圖像校正到無畸變的正常視覺的透視圖像，很多魚眼圖像的校正算法由此應(yīng)運(yùn)而生，包括全局映射和局部保持的校正算法近些

2、年被相繼的提出。但是，所有的校正算法都不能忽視一點(diǎn)，即魚眼圖像為球面，而校正后的圖像為透視平面，由于球面不是一個(gè)可展的曲面，球面和平面不是完全等價(jià)的，換句話說，任何魚眼校正算法都不可能完全地消除畸變。因此，越來越多的人們開始習(xí)慣并且接受這些帶畸變的魚眼圖像，如在Flickr網(wǎng)站上可以找到成千上萬幅魚眼圖像，各種手機(jī)也開始帶有魚眼鏡頭拍攝的功能，專業(yè)的攝影師們也更多地選擇用魚眼相機(jī)拍攝圖片。既然對(duì)魚眼圖像產(chǎn)生的畸變永遠(yuǎn)無法完全消除，而人們

3、又逐漸地習(xí)慣于這種圖像，本論文的主要目的是在研究校正算法的同時(shí)，從另一些角度或者觀點(diǎn)對(duì)魚眼圖像進(jìn)行處理，而不僅僅單純地對(duì)魚眼圖像進(jìn)行校正處理。
　　本論文主要研究了魚眼圖像的校正算法，魚眼圖像的美化處理，魚眼圖像的幾何取證這三個(gè)方面。調(diào)研了目前關(guān)于平面透視投影圖像的應(yīng)用研究，包括圖像的美化和圖像的取證，發(fā)現(xiàn)這些應(yīng)用研究其實(shí)完全可以擴(kuò)展到魚眼圖像上，比如圖像的美化，基于對(duì)魚眼圖像的認(rèn)識(shí)，采用方向和形狀作為美化魚眼圖像的準(zhǔn)則，然后將魚

4、眼圖像朝美化準(zhǔn)則的方向進(jìn)行處理。對(duì)于魚眼圖像的取證，由于魚眼圖像在幾何上的特殊性，也可以利用一些幾何的不變性質(zhì)對(duì)魚眼圖像被篡改的物體進(jìn)行檢測(cè)，如利用消失點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。
　　本文的主要工作總結(jié)如下：
　　(1)對(duì)魚眼圖像的成像原理進(jìn)行了分析和討論，闡述了課題研究的背景及意義，總結(jié)了目前對(duì)于魚眼圖像的研究現(xiàn)狀，包括魚眼校正算法研究現(xiàn)狀和魚眼圖像應(yīng)用研究現(xiàn)狀。
　　(2)對(duì)有關(guān)魚眼校正算法的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了分析和總結(jié)，并針對(duì)魚眼