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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張哲銘
研究生(外文):Chang, Jer-Ming
論文名稱:全景影像視覺技術研究
論文名稱(外文):The Study of Automatic Stitching Algorithm for Panoramic Images
指導教授:瞿忠正瞿忠正引用關係
指導教授(外文):Chiu, Chung-Cheng
口試委員:瞿忠正李勝義郝樹聲王聖智謝朝和
口試委員(外文):Chiu, Chung-ChengLi, Sheng-YiHao, Shu-ShengWang, Sheng-JyhHsieh, Chaur-Heh
口試日期:2011-05-09
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學理工學院
系所名稱:電子工程碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2011
畢業學年度:99
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:全景影像
外文關鍵詞:panorama
相關次數:
  • 被引用被引用:4
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近年來對於監控系統的需求越來越高,不論是居家安全、公共環境均須要透過監控設備來達到監視的目的。一般的監控設備是由一支攝影機,再搭配一台顯示器觀看監視區域,但是,就一支固定的攝影機一次只能拍攝一個場景來說,可視的範圍其實非常有限,要對全部環境做監控是有困難的。以同一個地點為例,若是想要觀看四面八方的景色,勢必要有特殊的設備能夠拍攝周圍環境的影像。因此,本研究透過只使用一個攝影機,搭配旋轉雲台來旋轉攝影機拍攝環場影像,並且建立360度的全景影像,以達到全方位的監控範圍。
本論文提出一套建立全景影像的方法,首先利用適應性特徵點快速搜尋法(Speed Up Robust Features, SURF)來做特徵點搜尋,找出相鄰影像中相對應的特徵點的資訊來接合影像。研究中針對一些接合上常見的問題,如鏡頭產生的影像變形、前景景物的視差等,一併提出解決的方法。接著,考慮使用手持式拍攝儀器來拍攝環場景像,當影像帶有歪斜時要如何作旋轉校正;以及在室外拍攝時,由於曝光不同而產生影像色彩不同的明顯接縫,使用色彩校正演算法讓所有影像的色彩一致。最後透過最佳縫合邊緣和二次色彩校正,來得到完全無接縫的全景影像,並於本論文的第三章節展示其成果。

In recent years, the needs of the monitoring system are more important than before. No matter the home security or the surveillances for the public environments, they all need the monitoring system to achieve the functions of surveillances. Usually, the monitoring system has a camera and a monitor. There is a problem that a camera can only shoot one scene once, because the visual angle is too narrow to capture the whole view. For example, when the user wants to watch all around for the environment at same place, the user has to use a special monitoring device to do it. Therefore, this study uses a camera and a spin platform to capture the full view. These images are used to construct the 360° panorama.
This thesis proposes an algorithm to construct the panoramic images. First, the proposed algorithm employs the SURF algorithm to search the feature points from the neighbor image. The SURF can search the feature points between the neighbor images, and the panoramic images can be constructed by using the information of the feature points. Then, we solve the stitching problem for the neighbor image, because the camera lens produces the distortions of image distortion and parallax. Next, the problem of camera slant is considered when we use a handhold-camera. Then, we also propose an algorithm to adjust the brightness and colors for the panoramic images, because the exposure time is different for different shooting. Finally, we employ the method to find the optimum edge stitching, and use a second-adjustment method to complete the panoramic images without seams. The experimental results of this study are demonstrated at chapter 3.

致謝……………………………………………ii
摘要……………………………………………iii
ABSTRACT ……………………………………iv
目錄……………………………………………v
表目錄…………………………………………vii
圖目錄…………………………………………viii
1. 前言…………………………………………1
1.1 研究動機………………………………1
1.2 研究目的………………………………4
1.3 文獻探討………………………………5
2. 全景影像建立方法………………………19
2.1 前端校正處理…………………………19
2.1.1 鏡頭特性及校正………………19
2.1.2 鏡心與旋轉中心校正…………21
2.2 SURF演算法介紹………………………24
2.3 影像接合演算法………………………31
2.3.1 特徵點篩選……………………32
2.3.2 影像旋轉………………………35
2.3.3 圓柱面投影……………………38
2.4 影像色彩校正演算法…………………42
2.5 最佳縫合邊緣搜尋法…………………45
2.6 二次色彩校正演算法…………………48
3. 實驗結果……………………………………51
4. 結論與未來展望……………………………56
參考文獻…………………………………………57
自傳………………………………………………59

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