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一种鱼眼图象到透视投影图象的变换模型 被引量：28
1
作者 黄有度 苏化明 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期29-32,52,共5页
把鱼眼图象变换成透视投影图象,球面投影是一种简单有效的方法。但是这种方法需要预先知道鱼眼图象的光学中心和变换球面的半径,因此现有的方法都只用于具有圆形区域的鱼眼图象,并假定其视角为180°。我们建立了一种简单的数学模型... 把鱼眼图象变换成透视投影图象,球面投影是一种简单有效的方法。但是这种方法需要预先知道鱼眼图象的光学中心和变换球面的半径,因此现有的方法都只用于具有圆形区域的鱼眼图象,并假定其视角为180°。我们建立了一种简单的数学模型,可把畸变的鱼眼图象变换为透视投影图象,并给出了一种利用鱼眼图象本身特点求出其光学中心和变换球面半径的方法,最后用实例验证了教学模型的正确性和有效性。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 图象畸变 光学中心 透视投影
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非球面鱼眼镜头设计及畸变校正算法研究 被引量：28
2
作者 张宝龙 李丹 +3 位作者 张少敬 李洪蕊 杨继超 王靖云 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期222-227,共6页
提出了一种非球面鱼眼镜头的设计方法,根据全景摄像系统镜头使用要求,设计得到一款仅由三片非球面塑胶镜片和一片球面玻璃镜片组成的超广角鱼眼镜头。镜头最大成像光圈直径为15.3 mm,后工作距离为2.158mm,系统总长为11.44mm,焦距为0.97... 提出了一种非球面鱼眼镜头的设计方法,根据全景摄像系统镜头使用要求,设计得到一款仅由三片非球面塑胶镜片和一片球面玻璃镜片组成的超广角鱼眼镜头。镜头最大成像光圈直径为15.3 mm,后工作距离为2.158mm,系统总长为11.44mm,焦距为0.97mm,视场角为210°,在60lp/mm处调制传递函数(MTF)曲线达到0.35。还构建出一种高效简单的鱼眼镜头畸变校正算法,根据镜头设计中得到的畸变曲线,应用畸变模型运用实际像点计算出理想像点位置,将鱼眼镜头拍摄的畸变图像校正为适合于人眼观看的无畸变图像。通过车载全景显示应用中实际拍摄图像及校正图像的对比,验证出该算法精准可行。 展开更多
关键词 成像系统 鱼眼镜头 像差校正 图像处理 算法
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航天鱼眼相机光学系统设计的研究 被引量：21
3
作者 闫阿奇 杨建峰 +4 位作者 曹剑中 祝青 张志 武登山 王浩 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期188-191,共4页
充分考虑鱼眼相机应用的空间环境特点,设计了一款基于1/3inch(1inch=25.4mm)CCD的航天鱼眼相机光学系统,系统焦距2.1mm,F数为4,视场角为210°,工作温度-40℃～+60℃。重点研究了环境因素对鱼眼相机光学系统成像质量的影响,分别从抗... 充分考虑鱼眼相机应用的空间环境特点,设计了一款基于1/3inch(1inch=25.4mm)CCD的航天鱼眼相机光学系统,系统焦距2.1mm,F数为4,视场角为210°,工作温度-40℃～+60℃。重点研究了环境因素对鱼眼相机光学系统成像质量的影响,分别从抗空间带电粒子、抗紫外辐照、温度和气压适应性方面进行了分析和研究,给出了相应的解决思路和方法。相机在严峻的空间环境下具有良好的环境适应性,为在轨获得超广角空域信息提供了保证。 展开更多
关键词 光学设计 鱼眼镜头 抗辐射 空间相机 超广角镜头
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基于鱼眼图像的全景漫游模型 被引量：19
4
作者 唐俊 赵为民 谷峰 《微机发展》 2003年第2期69-70,共2页
介绍了如何利用鱼眼镜头所拍摄的图像建立起在固定视点上沿空间任何方向的全景漫游模型的方法 ,它克服了使用普通镜头需要拍摄多幅照片 ,经过拼结 ,缝合处理后才能形成全景图的缺点 。
关键词 鱼眼图像 全景漫游模型 计算机图形学 虚拟景观 纹理映射
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折射/衍射红外鱼眼镜头光学系统设计 被引量：20
5
作者 吴海清 赵新亮 +2 位作者 李同海 田海霞 崔莉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1533-1536,共4页
讨论了折射/衍射红外鱼眼镜头的设计.设计出工作波段为8～12μm,全视场为240°的折衍混合的红外鱼眼镜头光学系统.采用反远距结构,能够很好地解决超广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.结果表明:系统结构简单,体积很小、后工作... 讨论了折射/衍射红外鱼眼镜头的设计.设计出工作波段为8～12μm,全视场为240°的折衍混合的红外鱼眼镜头光学系统.采用反远距结构,能够很好地解决超广角镜头的轴外像差和边缘像面照度问题.结果表明:系统结构简单,体积很小、后工作距离大,成像质量好,在截止频率11lp/mm处的调制传递函数值大于0.5. 展开更多
关键词 鱼眼透镜 光学设计 红外光学 衍射光学
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鱼眼镜头初始结构的设计 被引量：19
6
作者 吕丽军 吴学伟 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期97-106,共10页
基于主光线传输方程,研究了鱼眼镜头前光组负弯月形透镜物像空间的视场角压缩比与结构参数之间的关系,并根据视场角压缩比及镜头尺寸的设计限制,初步确定前光组的结构参数。针对前光组具有平面对称光学系统的成像特性,应用平面对称光学... 基于主光线传输方程,研究了鱼眼镜头前光组负弯月形透镜物像空间的视场角压缩比与结构参数之间的关系,并根据视场角压缩比及镜头尺寸的设计限制,初步确定前光组的结构参数。针对前光组具有平面对称光学系统的成像特性,应用平面对称光学系统像差理论计算前光组波像差;然后利用鱼眼镜头前、后光组波像差的平衡条件,求解后光组各透镜的光焦度及光学间隔;并将其作为限制条件,应用Zemax软件设计了由三块透镜组成的简单后光组系统。以该简单系统作为初始结构进一步复杂化,得到满足更大视场和孔径要求的鱼眼镜头。研究表明,所述方法为设计鱼眼镜头初始结构提供了一种新的思路,且避免了以往设计者过于依赖经验和参考专利的问题。 展开更多
关键词 光学设计 鱼眼镜头 主光线追迹 初始结构 波像差 平面对称光学系统
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基于柱面模型的鱼眼影像校正方法的研究 被引量：15
7
作者 周辉 罗飞 +1 位作者 李慧娟 冯炳枢 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2008年第10期2664-2666,共3页
鱼眼镜头突破普通相机对视场的限制,然而它存在畸变。从基于球面透视的柱面模型出发,介绍如何对整幅鱼眼影像进行畸变校正,提出一种基于球面透视的柱面模型的等弧长映射方法,并给出具体算法的推导,实现了对鱼眼影像畸变的校正,取得了较... 鱼眼镜头突破普通相机对视场的限制,然而它存在畸变。从基于球面透视的柱面模型出发,介绍如何对整幅鱼眼影像进行畸变校正,提出一种基于球面透视的柱面模型的等弧长映射方法,并给出具体算法的推导,实现了对鱼眼影像畸变的校正,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 畸变 柱面模型 等弧长映射
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鱼眼镜头径向畸变的校正方法 被引量：18
8
作者 宋阳 周亚丽 张奇志 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1014-1023,共10页
针对鱼眼图像存在的径向畸变,提出了一种通过计算鱼眼镜头径向畸变函数来校正鱼眼图像的方法。首先,根据鱼眼镜头本身的特性运用Hough变换获取鱼眼图像的圆心以及校正半径;运用所提出的圆柱形棋盘格模版来完成径向畸变的标定,通过多项... 针对鱼眼图像存在的径向畸变,提出了一种通过计算鱼眼镜头径向畸变函数来校正鱼眼图像的方法。首先,根据鱼眼镜头本身的特性运用Hough变换获取鱼眼图像的圆心以及校正半径;运用所提出的圆柱形棋盘格模版来完成径向畸变的标定,通过多项式拟合出鱼眼图像直径上采样点到圆心的距离和实际该采样点像点对应的物点所在视角之间的关系,从而将鱼眼图像恢复到球形投影面上;最后运用平面投影模型矫正出符合人类视觉感官的平面透视图像,并用一个圆柱形的投影面校正出了360°全景图。最后的实验结果证明了此方法的有效性。 展开更多
关键词 鱼眼图像 径向畸变 校正 球形投影面 圆柱形棋盘格模板
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全景视觉系统发展与应用 被引量：15
9
作者 王健 张振海 +5 位作者 李科杰 许涛 石志国 张东红 邵海燕 张亮 《计算机测量与控制》 北大核心 2014年第6期1664-1666,1679,共4页
全景视觉系统具有视场范围大的特点,并且系统结构种类繁多,各有特色,已广泛应用在机器人导航、空间探测、视频监控、虚拟现实、环境感知技术等民用或军用领域;全景视觉系统由全景视觉光学成像系统、图像传感器、图像处理系统和输出图像... 全景视觉系统具有视场范围大的特点,并且系统结构种类繁多,各有特色,已广泛应用在机器人导航、空间探测、视频监控、虚拟现实、环境感知技术等民用或军用领域;全景视觉系统由全景视觉光学成像系统、图像传感器、图像处理系统和输出图像显示等组成;文章主要从全景视觉成像角度对全景视觉系统进行分类,并详细介绍了每一类的全景成像原理、发展现状和应用情况,最后对每种类型全景视觉系统的优缺点给予分析总结。 展开更多
关键词 全景视觉 图像拼接 鱼眼镜头 反射镜式全景视觉 折反射全景环形透镜
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一款宽光谱鱼眼镜头的设计 被引量：12
10
作者 李宏壮 张振铎 +3 位作者 刘欣悦 赵勇志 李洪文 王建立 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1312-1316,共4页
讨论了一款用于监控侦查的鱼眼镜头设计.首先根据使用要求,选择了可以由图像直接提取出目标方位信息的等距离投影方式;又由系统对目标分辨率的要求,选择了焦距相对较长的全帧成像形式.通过合理布局系统结构及材料选择,使各种像差得到较... 讨论了一款用于监控侦查的鱼眼镜头设计.首先根据使用要求,选择了可以由图像直接提取出目标方位信息的等距离投影方式;又由系统对目标分辨率的要求,选择了焦距相对较长的全帧成像形式.通过合理布局系统结构及材料选择,使各种像差得到较好的校正,并通过加大光阑慧差改善系统照度均匀性.最终设计出工作波段486～900nm,视场180°,F/2.8的宽光谱鱼眼镜头,设计结果系统全视场在乃奎斯特频率63lp/mm处的调制传递函数大于0.3,边缘视场照度大于中心视场照度的50%,f-θ畸变小于3%,各项指标满足系统要求. 展开更多
关键词 光学设计 鱼眼镜头 宽广谱 等距离投影
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基于最小二乘法的鱼眼镜头轮廓提取算法 被引量：11
11
作者 王波涛 闫跃 赵轩 《国外电子测量技术》 2015年第4期31-35,共5页
鱼眼镜头图像的超大广角优点的代价是具有不可忽视的视觉畸变,而鱼眼镜头轮廓提取是畸变图像矫正的前提,结合最小二乘法对镜头轮廓进行圆形拟合,引入迭代修正方法利用计算得出圆心和半径数据对边缘点进行筛选,利用反馈环节进行圆心和半... 鱼眼镜头图像的超大广角优点的代价是具有不可忽视的视觉畸变,而鱼眼镜头轮廓提取是畸变图像矫正的前提,结合最小二乘法对镜头轮廓进行圆形拟合,引入迭代修正方法利用计算得出圆心和半径数据对边缘点进行筛选,利用反馈环节进行圆心和半径的修正来保证数据的精确性。另外当镜头无效区域中出现大量反光区时,再引入一种邻域权值的图像二值化方法,该方法对镜头成像区外的反光区有很好的抑制作用。实验表明,该方法精度高,稳定性好,适应性强。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 轮廓提取 最小二乘法 邻域权值
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一种新的基于球面模型的鱼眼镜头标定方法 被引量：11
12
作者 吴泽俊 吴庆阳 张佰春 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期226-233,共8页
提出了一种新的基于二维靶标的球面模型鱼眼镜头标定方法。根据球面成像模型中圆弧上的点与图像坐标系像点之间的约束关系,利用平面靶上的一根直线上的点,初步估计出摄像头的内部参数。利用平面靶上棋盘格角点在世界坐标系上的坐标点与... 提出了一种新的基于二维靶标的球面模型鱼眼镜头标定方法。根据球面成像模型中圆弧上的点与图像坐标系像点之间的约束关系,利用平面靶上的一根直线上的点,初步估计出摄像头的内部参数。利用平面靶上棋盘格角点在世界坐标系上的坐标点与其在球面坐标系下坐标的映射关系,求出相应的外部参数的初始值。以这些角点在图像中的实际坐标与重投影后坐标之间的均方差为优化参数,进行非线性优化,求出内部参数,畸变系数和外部参数的精确解。通过实验验证,该方法能够快速的估计鱼眼镜头的内、外部参数的初始值,具有较高的精度,能够满足实际应用的需求。 展开更多
关键词 测量 摄像机标定 鱼眼镜头 非线性优化
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鱼眼镜头光学系统的优化方法 被引量：10
13
作者 牛智全 吕丽军 《光学仪器》 2015年第5期407-413,430,共8页
在鱼眼镜头成像系统中,光线以很大的入射角打在前组透镜表面时往往会造成严重的像差,为了压缩超大视场角,提出应用非球面前组负弯月型透镜来控制鱼眼镜头系统的像差。基于光学前组具有平面对称的成像特性,应用平面对称光学系统像差理论... 在鱼眼镜头成像系统中,光线以很大的入射角打在前组透镜表面时往往会造成严重的像差,为了压缩超大视场角,提出应用非球面前组负弯月型透镜来控制鱼眼镜头系统的像差。基于光学前组具有平面对称的成像特性,应用平面对称光学系统像差理论发展的评价函数,对非球面系数及其他的系统结构参数进行优化设计。应用评价函数及Zemax光线追迹成像模拟对优化系统进行评估。研究表明,应用非球面组负弯月型透镜能够显著地提高鱼眼镜头的成像质量。 展开更多
关键词 光学设计 鱼眼镜头 平面对称 非球面 像差
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基于迭代校正的鱼眼棋盘格图像角点检测 被引量：10
14
作者 申夏晶 程梦娇 +1 位作者 肖江剑 宋文祥 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第9期175-181,共7页
传统的棋盘格角点检测方法难以准确提取鱼眼图像边缘处的角点,造成相机标定精度低,为此提出一种面向鱼眼镜头大畸变成像的棋盘格角点检测方法。该方法通过多次拍摄和逐级迭代估计和优化相机参数,利用远距中心小畸变区域的图像获取相机... 传统的棋盘格角点检测方法难以准确提取鱼眼图像边缘处的角点,造成相机标定精度低,为此提出一种面向鱼眼镜头大畸变成像的棋盘格角点检测方法。该方法通过多次拍摄和逐级迭代估计和优化相机参数,利用远距中心小畸变区域的图像获取相机初始参数,通过空间坐标变换和像素点灰度插值实现近距大畸变图像畸变补偿,进而实现对图像边缘处各角点的检测,并根据参数映射关系计算出近距大畸变图中所对应的角点坐标。仿真实验与真实鱼眼图像实验结果表明,该方法实现简单,能够有效提高角点检测的数量和质量,满足实际应用需求。 展开更多
关键词 机器视觉 测量 角点检测 畸变校正 鱼眼镜头
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提取鱼眼图像轮廓的算法改进及图像校正 被引量：10
15
作者 常丹华 赵丹 +1 位作者 杨峰明 赵国立 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期448-451,共4页
用鱼眼镜头拍摄的图像具有严重的变形,精确地提取鱼眼图像的轮廓是进行图像校正的前提。针对传统的提取鱼眼图像轮廓的算法对噪点抑制能力不强,在有效区域存在大量黑色像素时算法失效等缺点,本文提出了一种改进的提取鱼眼图像轮廓的切... 用鱼眼镜头拍摄的图像具有严重的变形,精确地提取鱼眼图像的轮廓是进行图像校正的前提。针对传统的提取鱼眼图像轮廓的算法对噪点抑制能力不强,在有效区域存在大量黑色像素时算法失效等缺点,本文提出了一种改进的提取鱼眼图像轮廓的切线法。实验表明,该算法能准确定位鱼眼图像的圆心坐标和半径,精度高、实时性好,具有明显的优越性。最后,本文用球面坐标定位法对图像进行变形校正,取得了很好的效果。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 轮廓提取 切线法 变形校正
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鱼眼镜头图像畸变的校正方法（英文） 被引量：10
16
作者 吕丽军 刘盟 侍业 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期272-279,共8页
提出了一种校正鱼眼镜头图像畸变的新方法。通过追迹光学系统的主光线,获得它在投影平面上的径向位置与它在像平面上位置之间的关系曲线;然后用傅立叶级数拟合该关系曲线;并求出该级数的逆函数,结果就可以根据畸变图像复原没有畸变的图... 提出了一种校正鱼眼镜头图像畸变的新方法。通过追迹光学系统的主光线,获得它在投影平面上的径向位置与它在像平面上位置之间的关系曲线;然后用傅立叶级数拟合该关系曲线;并求出该级数的逆函数,结果就可以根据畸变图像复原没有畸变的图像。用该方法数值模拟两个鱼眼镜头系统的图像畸变校正;并用其中一个鱼眼镜头(尼康16 mm/F2.8)拍摄的两张图像进行了畸变校正实验。结果表明,当设置投影平面和物平面重合时,恢复的图像相对于物体的残余径向高度误差非常小(小于0.25%)。实验证明了该方法是可行的。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 畸变矫正 光线追迹 光瞳球差
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基于坐标投影的鱼眼图像校正方法研究 被引量：10
17
作者 霍薇薇 王作栋 +1 位作者 高萌萌 卜凡亮 《电子测量技术》 2014年第5期25-28,共4页
通过分析鱼眼镜头的成像原理,将校正后的鱼眼图像假设为半圆柱面的纵截面,根据圆柱面与截面的投影关系,推导计算出校正后的鱼眼图像中点的坐标和鱼眼图像中点的坐标的对应转换关系,实现鱼眼图像的校正。实验证明,该方法能够有效的校正... 通过分析鱼眼镜头的成像原理,将校正后的鱼眼图像假设为半圆柱面的纵截面,根据圆柱面与截面的投影关系,推导计算出校正后的鱼眼图像中点的坐标和鱼眼图像中点的坐标的对应转换关系,实现鱼眼图像的校正。实验证明,该方法能够有效的校正鱼眼图像,对校正后的图像拼接及最终实现案件现场的快速三维重建具有重要意义。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 图像校正 坐标变换
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物镜像面相对照度计算方法 被引量：9
18
作者 陈琛 胡春海 +2 位作者 李维善 刘宵婵 宋涛 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期91-103,共13页
为了找到更加精确的广角物镜系统像面相对照度计算方法,分析了现行像面照度公式成立条件的局限性,提出了基于孔径光阑约束模式的矢量光线追迹计算光通量的方法。通过矢量分析和推导,给出了孔径光阑约束的轴外视场光束在第一光学面上形... 为了找到更加精确的广角物镜系统像面相对照度计算方法,分析了现行像面照度公式成立条件的局限性,提出了基于孔径光阑约束模式的矢量光线追迹计算光通量的方法。通过矢量分析和推导,给出了孔径光阑约束的轴外视场光束在第一光学面上形成的照射区的特征点坐标及照射区面积表达式;依据朗伯体辐射条件和规律,从物镜系统物方着手,建立了两种共轭条件的物镜像面照度分析模型;针对具有物方大视场角特征的相似成像物镜系统和非相似成像物镜系统,分别推导出了像面照度及相对照度表达式;指出了光学设计过程中提高像面相对照度的基本策略。 展开更多
关键词 几何光学 相对照度 空间光线 广角物镜 鱼眼物镜 孔径光阑
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一款可见光鱼眼镜头系统设计 被引量：9
19
作者 侯国柱 吕丽军 《光学与光电技术》 2018年第3期90-95,共6页
为了设计一款可见光范围内的鱼眼镜头系统,先对前组进行了计算设计,利用两块负弯月形透镜作为前组,再进行总光路的初始计算,然后根据前后组视场和像差平衡设计后组,最终选用6块透镜作为后组初始镜头,利用ZEMAX光学设计软件,经过进一步... 为了设计一款可见光范围内的鱼眼镜头系统,先对前组进行了计算设计,利用两块负弯月形透镜作为前组,再进行总光路的初始计算,然后根据前后组视场和像差平衡设计后组,最终选用6块透镜作为后组初始镜头,利用ZEMAX光学设计软件,经过进一步优化设计,并利用两非球面,最终得到一款在可见光波段内,焦距为16.358mm,全视场角为180°,F数为2.9的鱼眼镜头。设计结果表明,全视场镜头的最大场曲小于0.3mm,全视场MTF值在空间频率30lp/mm时基本上不低于0.3。该镜头由8块透镜和1块平行平板组成,其中两块透镜使用了非球面镜,此光学系统结构紧凑,镜片数量较少。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 光学设计 前组 后组 可见光
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鱼眼镜头的标定和畸变校正研究 被引量：9
20
作者 黄岩岩 李庆 张斌珍 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2014年第9期3132-3135,3212,共5页
为在使用鱼眼镜头得到大视野图像的同时得到正常的视觉效果,研究鱼眼镜头的成像模型及内外参数的标定过程。相比常用的标定算法,采用基于镜头模型的标定方法;针对Davide Scaramuzza提出的全方位相机标定工具箱,指出其不足之处,对角点坐... 为在使用鱼眼镜头得到大视野图像的同时得到正常的视觉效果,研究鱼眼镜头的成像模型及内外参数的标定过程。相比常用的标定算法,采用基于镜头模型的标定方法;针对Davide Scaramuzza提出的全方位相机标定工具箱,指出其不足之处,对角点坐标的精度、标定系数矩阵稳定性和角点范围随意性三方面进行优化和提高;根据标定结果对鱼眼畸变图像进行畸变校正,得到正常视觉的平面图。实验结果表明,优化后的方法实现简单、鲁棒性强、结果准确。 展开更多
关键词 鱼眼镜头 成像模型 内参标定 优化分析 畸变校正
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