雙目魚眼鏡頭匹配算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的迅猛發(fā)展，立體視覺和全景視覺受到越來越多的關(guān)注。立體視覺利用兩臺(tái)或多臺(tái)相機(jī)同時(shí)拍攝從而獲得景物的三維信息，相較平面圖像多了一維景深信息，更加真實(shí)地反映出景物的方位信息，在諸多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。全景視覺即利用多臺(tái)相機(jī)經(jīng)過一次拍攝得到360度全方位圖像，在監(jiān)控和機(jī)器人視覺等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，為實(shí)時(shí)獲取場(chǎng)景的全景圖像提供了一種全新的解決方案。因此，采用具有超大廣角的魚眼鏡頭實(shí)現(xiàn)全景成像，采用雙目鏡頭實(shí)現(xiàn)立體視覺，從而構(gòu)建

2、雙目立體視覺系統(tǒng)。本文以雙目魚眼鏡頭匹配算法為課題展開討論，旨在為解決基于魚眼鏡頭的雙目立體視覺系統(tǒng)中的核心問題三維重建以及魚眼圖像拼接技術(shù)等提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。針對(duì)課題主要提出兩種解決方案:基于已矯正的魚眼圖像的匹配算法和基于未矯正的魚眼圖像匹配算法。文章主要從以下幾方面展開論述。
　　首先，介紹課題研究的背景和意義，國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及存在問題，進(jìn)而明確本文的解決方案。其次，介紹了魚眼鏡頭成像原理、立體視覺理論、極線校正、視差理論

3、以及平面雙目匹配的一般方法和現(xiàn)有的基于未矯正魚眼圖像的匹配方法。然后，在了解了立體匹配及魚眼鏡頭基本理論的基礎(chǔ)上，對(duì)本文探索得到的兩種魚眼鏡頭匹配解決方案進(jìn)行理論分析并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方案的可行性。
　　基于已矯正魚眼圖像的匹配算法，首先采用分離參數(shù)方法得到魚眼鏡頭的畸變系數(shù)，對(duì)魚眼圖像進(jìn)行矯正并提取有效區(qū)域;然后探索得到一種基于分割的快速立體匹配算法，該方法首先通過MeanShift算法進(jìn)行圖像分割，然后根據(jù)快速成本疊加策略計(jì)算得到

4、初始視差圖，接著進(jìn)行視差平面擬合及視差區(qū)域合并，并定義能量函數(shù)利用協(xié)同優(yōu)化算法對(duì)平面參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而計(jì)算得到最后的視差圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，得到的最終視差圖可以較好地反映出景物的位置關(guān)系，實(shí)時(shí)性較好，但由矯正引入的誤差有待進(jìn)一步降低。
　　基于未矯正魚眼圖像的匹配算法，首先通過SIFT算法得到初始匹配對(duì)及其仿射矩陣;然后按匹配對(duì)及其仿射矩陣的NCC分?jǐn)?shù)排序，確定種子匹配，規(guī)范化對(duì)應(yīng)鄰域;接著在規(guī)范化鄰域上進(jìn)行擴(kuò)散，得到新的匹配，并通