监视视频图像数字校正技术研究

监视视频图像数字校正技术研究

论文摘要

视频图像数字校正技术是研究畸变视频图像的数字校正方法,本文针对武警部队执勤工作需要,对监视工作中几何畸变视频图像的数字校正技术进行了深入研究。首先介绍了摄像机镜头的几何畸变特性;然后阐述了几何畸变视频图像的数字校正原理与传统校正方法;最后提出了两种适用于监视视频图像的几何畸变校正方法。针对武警部队执勤工作中对图像精度的实际要求,在分析基于六角点阵模板和栅格模板的畸变图像校正方法的基础上,提出了基于网格模板的监视视频图像几何畸变校正方法。该方法运用分块校正与分段插值的思想,利用低阶插值函数去校正几何畸变视频图像。仿真实验表明,与基于六角点阵模板和栅格模板的方法相比,该方法计算快速、易于实现,虽然精度有所降低,但是能够满足执勤工作中的视频监视要求。针对经典几何校正算法中的求解畸变参数计算量大的问题,提出了一种基于累积和计算畸变参数的监视视频图像几何畸变校正方法。通过对摄像镜头畸变特性的分析,设计出适合于累积和计算的几何畸变数学模型,快速求解出畸变参数,实现视频图像几何校正。仿真实验表明,与传统的最小二乘法相比,该方法精度相当,但是计算快速,易于实现,实用性强。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景和意义
  • 1.2 课题研究的现状和发展趋势
  • 1.3 本文主要工作
  • 第二章 视频图像几何畸变校正原理与方法
  • 2.1 摄像机广角镜头成像的几何畸变
  • 2.1.1 摄像机成像模型
  • 2.1.2 摄像机几何畸变的类型
  • 2.1.3 几何畸变的综合效果
  • 2.2 视频图像几何畸变校正原理
  • 2.2.1 空间变换
  • 2.2.2 灰度插值
  • 2.3 摄像机几何畸变的传统校正方法
  • 2.3.1 基于控制对象的方法
  • 2.3.2 基于模式的方法
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 基于网格模板的监视视频图像几何畸变校正方法
  • 3.1 基于六角点阵模板和栅格模板的样板标定校正方法
  • 3.1.1 六角点阵模板校正方法
  • 3.1.2 栅格模板校正方法
  • 3.1.3 六角点阵模板和栅格模板校正方法的优缺点分析
  • 3.2 基于网格模板的监视视频图像几何畸变校正
  • 3.2.1 校正方案
  • 3.2.2 校正模型
  • 3.2.3 校正原理及实现
  • 3.3 实验仿真与分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 基于累积和的监视视频图像几何畸变校正方法
  • 4.1 最小二乘法的基本原理和多项式拟合求解参数
  • 4.1.1 最小二乘法的基本原理
  • 4.1.2 最小二乘法的多项式拟合
  • 4.1.3 最小二乘法多项式拟合中正规方程组的病态克服
  • 4.2 累积法的基本原理
  • 4.2.1 累积法的基本原理
  • 4.2.2 用累积法拟合多项式的优越性
  • 4.3 基于累积和的监视视频图像几何畸变校正
  • 4.3.1 适合累积和应用的摄像机镜头畸变模型
  • 4.3.2 基于累积和的畸变参数估计
  • 4.3.3 基于累积和的畸变图像校正
  • 4.4 实验仿真与分析
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 全文总结
  • 5.2 工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间取得的学术成果
  • 相关论文文献

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