超宽视角图像在虚拟现实、视频压缩、传输和医学等领域有着广泛的应用。虽然利用广角镜头也可得到宽视角的图像,但广角镜头的边缘会产生难以避免的扭曲变形。正是由于普通单元成像系统受到测量范围、成像分辨率等因素的制约,不可能一次性地拍出宽视角图片,所以产生了图像拼接(Image Mosaicing)技术。 目前国内外比较常见的图像拼接方法均是通过一定的算法搜寻相邻两幅图像中相同的内容,从而确定它们的相对位置。技术的重点就是如何处理已经存在的两幅图像的重叠部分,算法的不同直接决定了图像拼接的优劣,这些过分依赖软件算法的图像拼接技术将导致系统的实时性难以满足。 本文提出了一种在成像系统前增加视场光阑从而实现多镜头图像拼接的方法,可同时满足大视场成像范围和高分辨率的实际要求。文中运用光学成像原理把大范围视场分成多个部分,再用多个CCD摄像系统分别对各个小范围视场成像。导出了光阑尺寸的计算公式,从而精确地限制了每个摄像系统的成像范围。对参与成像的各要素如:光阑、图像采集镜头、CCD等元件的参数以及它们的相对位置和相互所成角度都进行了数学推导和运算。考虑了物距变化给成像带来的影响,建立了一个相对完整的实物模型。利用此方法进行了成像拼接实验,拼接成像效果基本达到了实用要求,但是还存在一些缺陷,如拼接图片亮度不均衡,拼接处有细缝存在等。针对这些问题,文章采用了软件优化的解决方法,设计了基于网格的快速匹配算法以及图像融合算法,编写了测试软件。这种软硬结合的图像拼接技术在后面进行的实物成像拼接实验中取得了良好的实时拼接效果。不过基于PC机的多镜头视频图像无缝拼接系统体积过于庞大,使用起来非常不便,因此论文的最后一个部分则是把整个系统移植到基于DAM6416P图像处理平台的DSP嵌入式系统中,并最终实现了独立工作方式下的多镜头视频图像拼接系统。