相机标定与相位相关技术结合的图像拼接算法

"这篇论文是2008年发表在《中北大学学报(自然科学版)》第29卷第6期上的，由张金玲、孙汉旭、贾庆轩和刘亚辉共同撰写。文章编号1673-3193(2008)06-0575-05，关键词包括图像拼接、相机标定和相位相关，中图分类号为TP391，文献标识码为A。" 正文: 本文主要探讨了图像拼接技术中的一个关键问题，即如何提高配准精度和速度。现有的图像拼接算法在处理这两方面时存在不足，因此作者提出了一种创新的图像配准方法，该方法结合了相机标定信息和相位相关技术。 首先，作者通过相机标定过程获取了相机的内部投影矩阵，这是理解相机几何特性的基础。相机标定通常涉及计算相机的内参，如焦距、主点坐标等，以及确定相机坐标系与世界坐标系之间的关系，包括旋转变换矩阵和平移向量。这些信息对于精确计算不同图像之间的相对位置和姿态至关重要。 接着，利用相机坐标系间的旋转矩阵，作者推导出对应图像间的旋转变换公式。旋转矩阵描述了相机在空间中的旋转，可以用来计算图像间的角度差异，这对于保持图像拼接后的连续性非常关键。 然后，考虑到场景的深度信息，作者通过z轴位移和平均景深的近似计算，来确定图像间的缩放系数。在实际应用中，由于不同距离的物体在图像上呈现的大小不同，因此必须考虑景深对图像缩放的影响，以确保拼接后图像的比例一致性。 最后，借助相位相关法，作者求解了图像间的平移转换参数。相位相关是一种高效且精确的图像匹配技术，它通过分析两个图像的相位关系来确定它们的相对位移，从而实现像素级别的精确配准。 实验结果显示，该算法在理论推导上是正确的，并且在有效景深范围较小时，能够实现高精度的图像拼接。对于640×480分辨率的图像，平均拼接速度可达到26.8ms，这意味着算法在实时应用中具有较高的可行性。 这篇论文提出的基于相机标定的图像拼接算法，通过巧妙地结合相机几何信息和相位相关技术，不仅提升了图像配准的精度，还优化了计算速度，对于图像处理和计算机视觉领域具有重要的实践意义。