双曲面折反射全景成像柱面展开图像质量分析.pdf

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1、第42卷第2期激光与红外Vo1．42，No．22012年2月IASER&INFRAREDFebruary，2012文章编号：1001—5078(2012：}02-0187-05·图像与信号处理·双曲面折反射全景成像柱面展开图像质量分析何四华，邵晓方，杨绍清，吴春光(1．中国人民解放军92941部队91分队，辽宁葫芦岛125000；2．海军大连舰艇学院，辽宁大连116018)摘要：为提高双曲面折反射全景成像系统柱面展开图像的质量，根据双曲面反射镜的性质，给出了全景图像柱面展开方法的数学模型。提出以图像分辨率和像素有效率作为图像展开质量

2、的衡量指标，分析了2个指标随起始入射角和入射角跨度变化的规律，得出了柱面展开时起始入射角和入射角跨度的选择范围，仿真结果和实测数据实验验证了结论的正确性。关键词：双曲面折反射全景成像系统；图像分辨率；像素有效率；入射角中图分类号：TP391文献标识码：ADoI：10．3969／j．issn．1001-5078．2012．02．016Analysisforthecylinderimagequalityofhyperbolic-catadioptricpanoramaimagesystemHESi．hua’SHAOXiao—fang，Y

3、ANGShao．qing，WUChun—guang，(1．No．91ElementofUnit92941CPLA，Huludao125000，China；2．DalianNavalAcademy，Dalian116018，China)Abstract：Inordertoimprovethecylinderimagequalityofhyperbolic—catadioptricpanoramaimagesystem，thispaperintroducestheunwrapingmathematicsmodelofpanoramaim

4、agesystembasedonthepropertyofhyperbolicreflector．Takingtheimageresolutionandpixelefficiencyasevaluationparameter，thispaperanalysestheirvariationrulealongwiththestartangleandthespanofincidence，pointsouttheirchoicerangeforunwrapthepanoramaimage．Thesimula-tionresultsandme

5、asuredataexperimentsprovethattheconclusioniscorrect．Keywords：hyperbolic—Catadioptricpanoramaimagesystem；imageresolution；pixelefficiency；angleofincidence1引言图像的像素点并不是一一对应关系，存在欠采样现折反射全景成像设备采用摄像机正上方放置折象。本文分析了影响柱面图像质量的几个因素，以展反射镜的结构达到扩大视野的目的。折反射镜面的开图像像素分辨率和像素有效率作为图像质量的衡面形结构可

6、以为球面、圆锥面、抛物面、双曲面等，每量指标，分析了2个指标随入射角变化的规律，结果一种面形具有独特的成像特性，与相机以特定位置关对于优选柱面展开参数、控制柱面展开图像的质量具系可以构成不同的折反射全向成像系统⋯。基于双有参考价值。曲面反射镜的全景成像系统具有超大视场，无需运动2双曲面折反射全景成像系统及柱面展开算法部件扫描和搜索就可以实现实时360。成像的特点，并2．1双曲面折反射全景成像系统且系统能用针孔成像模型进行成像分析，容易进行系折反射全景成像系统是指由一个CCD像机和一统标定、图像分析和处理，在军事和民用领域的应用个正对

7、着像机的反光镜组成的全景摄像系统，反光镜前景十分广阔。面可以是半球面、圆锥面、抛物面和双曲面等，然而，全景成像系统通：过摄像机获取的是圆形全景图像，不符合人的视觉习惯，一般依据场景中的物基金项目：国家自然科学基金项目(No．60572160)资助。作者简介：何四华(1979一)，男，工程师，博士，主要研究方向是图点坐标与成像平面内像点坐标映射关系，将全景图像像处理，非线性信号处理。E．mail：sihua．he@163．con展开成柱面图像J。事实上，展开的柱面图像与全景收稿日期：2011-06-30；修订日期：2011-0811l

8、88激光与红外第42卷采用双曲面反光镜的称为双曲面折反射全景成像系0一紊D=统。全景图像是可以表示垂直方向360。、垂直方向大式中，o，b为双曲线方程参数；e为双曲线的焦距，其到半球以上视场的场景图像，其中柱面全景图像是指中e=。将采