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基于鱼眼相机的立体图像校正和图像拼接

作　者: 王迅
导　师: 杜歆
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 鱼眼镜头立体视觉极线校正三维重建图像拼接
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

双目立体视觉一直是计算机视觉领域的研究热点。由于传统透视相机的视野范围大小的局限性,具有宽广视野的超广角相机在计算机视觉领域的应用受到了人们越来越多的关注。超广角相机图像的拼接,大大减少了所需图像序,列的数目,具有很好的应用前景。本文主要研究基于鱼眼相机的立体视觉相关算法及其基于鱼眼相机的图像拼接。本文的主要内容包括：提出了一种基于泰勒级数模型的鱼眼相机立体视觉方法。利用泰勒级数模型对立体视觉相机进行标定,推导了泰勒级数模型到理想透视投影模型的映射关系,将鱼眼图像去失真展开为理想的透视投影图像,同时也获得了虚拟透视相机的摄像机内参。利用平面模板标定出立体视觉相机间的外参数,对立体图对进行外极线校正。根据相机的投影模型推导了鱼眼立体相机的深度信息恢复方法,完成三维重建。以汽车周身监视系统为应用背景,研究了一种基于泰勒级数模型的鱼眼图像拼接。将四幅两两交叠的鱼眼图像进行去失真处理,投影到一个共同平面,得到合成的虚拟视点下的鸟瞰图像。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-9
擂图和附表清单  9-10
1 绪论  10-14
  1.1 课题研究的背景  10-11
  1.2 现有技术及其发展趋势  11-12
  1.3 本文研究的主要内容和组织结构  12-14
第2章基于鱼眼相机的立体视觉研究  14-32
  2.1 引言  14-17
    2.1.1 立体视觉框架  14-15
    2.1.2 双目系统模型  15-16
    2.1.3 摄像机标定  16-17
  2.2 鱼眼镜头建模  17-20
    2.2.1 鱼眼镜头的建模分类  17-18
    2.2.2 泰勒级数模型  18-20
  2.3 鱼眼立体图像对的外极线校正  20-25
    2.3.1 鱼眼图像与透视图像的转换  20-21
    2.3.2 鱼眼图像对校正算法描述  21-25
  2.4 立体匹配  25-27
  2.5 三维重建  27-28
  2.6 实验结果  28-30
  2.7 误差分析  30-31
  2.8 本章小结  31-32
第3章鱼眼图像拼接  32-55
  3.1 引言  32-34
  3.2 鱼眼图像的去失真处理  34-38
    3.2.1 世界坐标与图像坐标的变换  34-36
    3.2.2 建立透视图像到鱼眼图像的坐标映射关系  36
    3.2.3 双线性插值  36-37
    3.2.4 去失真处理实验结果  37-38
  3.3 透视图像到鱼眼图像的变换  38-39
  3.4 图像的单映性变换  39-41
  3.5 非线性优化方法  41-44
    3.5.1 最小二乘法  41-43
    3.5.2 Levenberg-Marquardt算法  43-44
  3.6 图像的融合  44-45
  3.7 拼接流程  45-47
  3.8 实验结果  47-54
    3.8.1 基于重叠区域特征点的拼接  47-49
    3.8.2 基于虚拟矩形模板的拼接  49-54
  3.9 本章小结  54-55
第4章总结与展望  55-57
  4.1 总结  55
  4.2 展望  55-57
参考文献  57-62
研究生阶段取得的成果  62

基于鱼眼相机的立体图像校正和图像拼接

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