基于球形相機(jī)模型的魚眼圖像特征點(diǎn)提取和匹配的研究.pdf

1、魚眼鏡頭具有超大視角(180°)的特點(diǎn)，利用較少的圖像就可以覆蓋整個(gè)三維空間，因此被廣泛應(yīng)用于視覺監(jiān)控、機(jī)器人導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。這些應(yīng)用的基礎(chǔ)都是對(duì)圖像進(jìn)行特征點(diǎn)的提取和匹配，特征點(diǎn)的數(shù)量和匹配的正確率直接影響應(yīng)用的好壞。由于魚眼圖像的畸變影響匹配效果，本文針對(duì)魚眼圖像畸變的特點(diǎn)，對(duì)魚眼鏡頭模型以及圖像特征點(diǎn)提取和匹配算法進(jìn)行了深入的研究。
　　本文首先對(duì)特征點(diǎn)的提取方法和描述方法做了一個(gè)詳細(xì)綜述，發(fā)現(xiàn)沒有穩(wěn)定的針對(duì)魚眼圖像的

2、算法。對(duì)針孔孔模型下的算法直接應(yīng)用于帶有畸變的圖像進(jìn)行了討論，分析了它們對(duì)于魚眼圖像的不適用性及原因。為了消除畸變影響，擬通過融合模型的方式設(shè)計(jì)針對(duì)于魚眼圖像的算法。
　　然后，本文深入研究了魚眼圖像的成像模型。通過研究發(fā)現(xiàn)畸變引起圖像尺度的不統(tǒng)一，因此本文設(shè)計(jì)了一種基于尺度變化和齊次坐標(biāo)融合的魚眼成像模型，結(jié)合張正友標(biāo)定實(shí)現(xiàn)了具體的標(biāo)定，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。它是本文算法改進(jìn)的基礎(chǔ)。
　　接著，本文深入研究了特征點(diǎn)提

3、取算法，通過尺度空間與平面熱傳導(dǎo)的關(guān)系以及魚眼的成像過程，將平面推廣至空間球面，推導(dǎo)出了球面高斯函數(shù)和尺度空間理論。另一方面，為了消除插值的影響，設(shè)計(jì)了基于像平面和球面高斯函數(shù)的卷積方法，它是一個(gè)具有自適應(yīng)濾波性質(zhì)的核函數(shù)與圖像的卷積的過程，根據(jù)卷積的結(jié)果建立DoG空間和提取特征點(diǎn)。
　　最后本文，基于建立的高斯尺度空間和DoG尺度空間，對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行描述子的設(shè)計(jì)。改進(jìn)了兩個(gè)算法，第一，本文對(duì)D-Nets算法進(jìn)行了基于模型的改進(jìn)，驗(yàn)