基于多视域广角相机视频图像拼接技术研究

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1、ｍ痛：ＪＨ；届中国科学院大学＾戀Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｏｆ邱ｉｎｅｓｔ：ＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓｆＢ１Ｈｐ＇ｒｃ＾ｌ＾ＨＩ＊博±学位论文；基于多视域广角相化视频图像拼搂技术祝究作者姓名；张敏指导教肺：金龙化研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别：拳遵主王学科专业：光学工程培养单位＝中国科学院长春光学精密机械与物理研究所＿＿＿２０１６年４巧密级:博士学位论文基于

2、多视域广角相机视频图像拼接技术研究作者姓名：张敏指导教师:金龙旭研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别:工学博士学科专业:光学工程培养单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2016年4月ResearchofVideoStitchingTechnologyBasedonMultiplyWide-angleCamerasByZhangMinADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfi

3、llmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,ChinaApril,2016独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的，成果。据我所知除了特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。对本人的研巧做出重要贡献的个

4、人和集体，均己在文中作了明确的说明。。本声明的法律结果由本人承担三〇／＜、６．３学位论文作者签名：譜齡日期：学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有关保留、使用学位论文的规定，目Ｐ；中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所有权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院大学及中国科学院长春光学精密机械与物理研究所可１＾将学位论文的全部或部分内容

5、编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权巧）学位论文作者签名：：指导教师签名曰期：；．（ｖ：６Ａ曰期／／ｊ学位论文作者毕业后去向：工作单位：电话；通讯地址；邮编；摘要基于多视域广角相机视频图像拼接技术研究张敏（光学工程）导师：金龙旭研究员摘要目前视频拼接技术是将具有重叠区域的多幅视频图像进行拼接，进而可以形成宽视场视频图像。与单目视频图像相比较，其在展现大尺寸视频画面的同时，也可

6、以提供更加丰富的信息。随着目前多媒体移动设备不断地普及化以及廉价化，视频拼接技术显然已经成为图像处理领域研究的热点。视频拼接相对于图像拼接而言，存在着视频实时性以及同步性等难点问题。本文采用三路视频流进行相关实验，并且采用基于改进的SIFT算法完成对本文视频拼接技术的研究。本文主要的研究内容：(1)本文首先从图像拼接的相关理论进行简单的介绍，主要包括摄像机的成像模型，图像坐标变换之间的关系，以及摄像机的运动模型，图像配准的含义，并对常用的配准技术进行了简单的介绍，为后续内容作铺垫。(2)为了权衡摄像头

7、个数以及视场之间的关系，本文选用了广角相机对其进行成像。由于广角相机所获得的图像边缘会有严重的畸变，所以首先必须对畸变进行处理，本文在选用基于直线特征的标定方法基础上，并且提出了一种弯曲测度指标函数，靠近图像中心不同距离的曲线给予不同的权重因子，使得畸变校正更加准确。(3)首先对SIFT特征提取算法进行详细的分析，并且针对视频拼接的实时性要求对其进行改进。首先对图像的感兴趣区域进行限制。由于SIFT算法提取的特征点多而且过于密集，不利于后续特征点的匹配与投影变换矩阵的计算，所以有必要对其进行改进。第一

8、步扩大极值点的搜素范围，第二步是对提取的I中国科学院大学博士学位论文：基于多视域广角相机视频图像拼接技术研究特征点进行距离约束。仿真实验结果表明，改进后的SIFT算法比原算法速度更快，特征点分布也更加的均匀，同时也保持该算法原有的对光照以及旋转的鲁棒性。(4)本文选用了基于次近邻与最近邻距离比值的特征点匹配算法对特征点进行粗匹配，并且选用BBF搜索策略搜索最近邻距离与次近邻距离特征点，采用RANSAC算法进行特征点的提纯，然后使用提纯后的特征点进行投影变