鱼眼镜头的突出特点是一次性摄入185°视角内所有的信息,无盲区,无须考虑图像拼合和嵌接等问题。所以采用超大广角镜头或鱼眼镜头是构建全景观测系统最有效的方法之一。因此鱼眼镜头被广泛应用在群组视频会议、大范围监控系统、智能交通系统、机器人导航、全景浏览等许多领域。但鱼眼图像具有非常严重的畸变,如果要利用这些具有严重变形图像的信息,就需将这些变形图像校正为人们所习惯的透视投影图像。因此,针对鱼眼镜头捕获的图像进行变形校正是一个具有学术意义且应用广泛的研究课题。本课题是科技部国际中芬合作项目的子课题(2006DFA12410)。本论文首先扼要论述研究的目的与意义,接着简单介绍本课题组采用鱼眼镜头的一些相关参数,然后较详细地介绍了鱼眼镜头的标定和校正。重点概要论述了一些典型校正算法的思想和实验结果及它们的优缺点。在此基础上引出本论文的核心—基于全方位视觉的鱼眼图像的定点展开。接着的一章是基于鱼眼图像的定点校正和展开的应用—面向实用的图像复原和场景平面展开图。依据已经标定好的鱼眼镜头的光心和畸变系数,实现超大广角畸变图像多视角多形态的校正与展开。只要给定鱼眼图像上任意点坐标,根据输入的鱼眼镜头最大视角、透视角度、输出图像的宽度和高度等参数,就能得到以该点为中心进行变形校正展开的图像。此方法即适应于等距投影原理的鱼眼镜头,也适用于其它投影原理的超大广角镜头。此方法弥补了其它方法只能展开鱼眼镜头顶部信息的缺陷,不仅可以复原顶部的信息,还可以实现展开任意方向轴上的“展开窗口”,对图像中敏感信息的抓取具有积极效果。它的展开效果消除了其它恢复方法边缘“拉扯”的现象,在边缘也可以得到接近现实世界的效果。最终的实验结果表明,此算法具有流程简单、速度快、效果好、实用性强等特点,可以达到处理鱼眼镜头视频图像的实时校正要求。