基于双线性插值的鱼眼镜头校正算法研究与实现

摘要

鱼眼镜头的广阔视角满足了监控的应用和广阔视野方面的需求，在现实生活中的应用具有重要的意义，但是鱼眼镜头图像的畸变却在实际应用中带来了不方便，通过模式识别和人工智能方法对物景进行分类和分析，加强对景物的分析和图像的理解，20世纪60年代以来，机器学习领域在图像分析方面已有许多研究成果，图像分析同图像处理等研究内容紧密相关，而且相互交叉重叠。因此，有必要对于鱼眼镜头的畸变进行矫正。
　　本文对基于双线性插值的鱼眼镜头矫正算法进行了研究，阐述了本文的研究背景、研究目的、研究意义，然后文献综述了鱼眼图像畸变及其校正的相关研究，然后简要概述论文的主要研究内容。然后阐释了鱼眼镜头结构和工作原理、鱼眼镜头光学特性分析、鱼眼图像的处理过程，简要讨论了鱼眼镜头的设计难点及设计思路。对鱼眼镜头畸变模型展开分析，阐述了其径向及其它畸变，主要对射影不变性及球面坐标定位校正算法、多项式拟合近似变形方程校正算法、球面透视投影校正算法、抛物面投影校正算法进行具体的分析和仿真。分析了鱼眼镜头的标定方法，着重探讨了张正友标定和基于焦点的相机标定方法两种方法，并进行了相关的参数优化。用公式拟合表示了径向畸变，用于相机畸变系数的标定，最后，研究了经典的相机标定方法：张正友标定:这个方法具备传统标定的精度以及自标定简便易行的优势，应用于各大领域，本文说明了该方法的原理，并用该方法标定了鱼眼相机，最后基于校正插值的方法，提出了一种改进后的鱼眼图像畸变校正算法，并通过仿真实验得出比较精确的参数，最终得出实验结果。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1研究背景

1.2研究目的和意义

1.3国内外研究现状

1.4研究的主要内容

第二章 鱼眼镜头及摄像机成像研究

2.1鱼眼镜头结构和工作原理

2.2鱼眼镜头光学特性分析

2.3鱼眼图像的处理过程

2.4鱼眼镜头的设计难点及设计思路

第三章 鱼眼镜头的畸变和模型

3.1畸变模型

3.2鱼眼图像的畸变校正算法

第四章 鱼眼镜头的标定方法

4.1鱼眼相机标定的参数

4.2张正友标定

4.3基于焦点的相机标定方法

第五章 畸变矫正算法研究及设计

5.1鱼眼镜头图像畸变矫正的过程

5.2校正插值分析

5.3畸变矫正算法

第六章 结论与展望

参考文献

致谢