利用旋转对称广角透镜获得全景图像的方法及其设备

摘要

本发明提供了通过在采用绕光轴旋转对称的广角透镜获得的广角图像上执行数学上精确的图像处理操作而得到对裸眼呈现得最为自然的全景图像的方法、以及利用该方法的设备。采用该方法的成像系统不仅能够用在用于室内和室外环境的安全监测应用中，而且还能用在诸如用于公寓入口门的视频电话、用于车辆的后视照相机、用于无人机和自动机械的视觉传感器以及广播照相机的多种领域中，此外，其能够用来采用数字照相机获得全景照片。

主权项

全景成像系统，包括：图像采集装置，用于采用绕光轴旋转对称的广角透镜获得广角图像；图像处理装置，用于基于所述广角图像生成全景图像；以及图像显示装置，用于将所述全景图像显示在矩形屏幕上，其中：所述矩形屏幕上的与世界坐标系中具有坐标(X，Y，Z)的物点相对应的像点的坐标给定为(x″，y″)，所述世界坐标系将所述广角透镜的节点作为原点，将经过所述原点的竖直线作为Y轴，将包含所述Y轴和所述透镜的所述光轴的参考面与垂直于所述竖直线的水平面之间的交线作为Z轴，来自所述物点的入射光线与所述参考面形成的水平入射角ψ给定为 ψ = tan - 1 ( X Z ) , 所述入射光线与X-Z平面形成的竖直入射角δ给定为 δ = tan - 1 ( Y X 2 + Z 2 ) , 所述入射光线的仰角μ给定为μ＝δ-χ，此处，χ为大于-90°且小于90°的参考角，所述像点的横坐标x″给定为x″＝cψ，此处，c为比例常数，所述像点的纵坐标y″给定为y″＝cF(μ)，此处，所述函数F(μ)是经过所述原点的单调递增函数，其满足以下关系：F(0)＝0和 ∂ F ( μ ) ∂ μ > 0 .