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基于摄像机精确标定的全景图拼接

高俊鑫  
【摘要】: 本文主要研究了基于摄像机精确标定的移动摄像拍摄视频的全景图拼接。全景图拼接作为基于图像绘制的一部分,自90年代起就是计算机图形学的研究热点之一,但是一般研究相机位置基本固定情形下的全景图拼接,当相机有明显位移时,全景图拼接是一个非常困难的问题。 本文提出了一种摄像机近似水平直线运动时的全景图多视点拼接法,利用精确的摄像机标定技术,从视频序列中构造了一点处的全景图,可以观察到视频序列扫过的区域全景图像。由于积累误差和噪声等的影响。摄像机的标定结果会与真实场景有所偏差。本文提出了基于路径约束的摄像机标定算法,对由运动恢复结构技术(Structure from Motion)所获得的场景欧氏空间进行校正。该算法适用于路径和空间在大尺度上存在形变的摄像机参数的校正。算法通过对关键帧和场景结构进行约束,对摄像机参数和结构点位置进行优化,消除累积误差,获得更为准确的三维结构和摄像机运动参数。 本文对全景图拼接中采用的技术进行了简要的介绍,包括相机的内部参数标定、X-Slits全景图的拼接、由运动恢复结构的相关知识进行了阐述。我们分别对两类全景图做了研究,一个是固定视点的纯旋转全景图,另一个是移动多视点的全景图,并分别对其拼接过程进行了详细的分析。对于多视点全景图,我们不仅展示了拼接过程和结果,而且详细讨论了它的局限性和下一步的工作。


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