论文部分内容阅读
数字化的全景图是使用计算机技术结合特定的设备获得三维空间中大于半球视场范围的全部信息通过计算机绘制出的图像。因为全景图像视域开阔,对商用、民用、军用以及航空空间领域中的依托大视觉信息做出决断的行业都具有重要的意义。到目前为止,全景图像处理技术主要由以下几种:单个视觉传感器与云台、多个视觉传感器、凸面反射镜和鱼眼镜头的方法。单个视觉传感器与云台,通过旋转云台获取环境信息,此方法会受云台转速限制;多个视觉传感器,此方法对获取的图片进行拼接,为了能进行有效的拼接必须要对多个传感器进行精确的安装,工程作业量比较大;凸面反射镜,通过反射镜进行两次反射后,成像效果比较差,而且相机本身也会成像在图像中;鱼眼镜头的方法,鱼眼具有超大视场的特点,每帧图像都包含丰富的信息,具有独特的应用价值,所以用鱼眼镜头进行全景图像技术的研究,非常有意义。鱼眼镜头是一种短焦距大视场的摄像镜头。一帧鱼眼图像中包含丰富的环境信息,但是根据光学成像原理,镜头焦距越短,它的视角越大,成像产生的畸变也越大。鱼眼图像畸变严重,必须将其校正成人们习惯的图像。本文设计并实现了一种全景图像处理软件,将鱼眼图像输入后,进行畸变校正,对校正后的图片可以进行拼接形成全景图像。在对图像进行校正以前,必须要把鱼眼图的圆形有效区域提取出来,首先研究现有的有效区域提取算法,面积统计法、扫描线法和基于区域生长的算法,本文选取扫描线的方法进行实验,结果表明该算法运算速度快,效果比较准确。然后本文使用球面投影模型反向映射的方法进行校正图像,针对在生成图像时会出现投影变形的问题,本文使用了双线性插值的算法解决形变。因为使用的是多幅鱼眼图生成全景图像,那么拼接算法也应该是一个重要的研究对象,本文只对图像拼接进行了简单的研究。最后本文还研究了在设计图像应用软件过程中,遇到的图像缩放旋转等功能实现的算法。实验结果表明图像校正的要求已经实现,编写出的软件,实现了鱼眼轮廓的提取、鱼眼图的畸变校正功能,软件基本能达到个人实验和应用研究的要求。