复眼式光学成像系统畸变测量与校正技术研究

李 茜，聂 亮

（西安工业大学 光电工程学院，陕西 西安 710021）

引言

随着光电成像技术的日趋成熟，大视场高分辨率光电成像系统可以获取更大空间范围、更多空间细节的目标图像，成为目前主要发展趋势之一。复眼式光学成像系统能在保证大视场的同时获得高分辨率图像，逐渐取代传统单孔径光学系统，在国防科技领域如无人机、光电侦查、导弹制导等以及安防摄像机、智能机器人、微型复眼相机等民用经济领域中有着广泛的应用[1-2]。

本文研究的复眼式光学成像系统采用同心多尺度结构，如图1所示。同心多尺度成像系统主要分为同心球透镜、微相机阵列两部分。整个视场被微相机阵列分为多个小视场，相邻小视场之间存在视场重叠，每个小视场对应一个微相机，通过微相机阵列将多幅有重叠区域的小视场子图像拼接成全视场高分辨率图像[3-5]。

图1 复眼式光学成像系统图Fig.1 Schematic diagram of compound-eye optical imaging system

复眼式光学系统微相机的视频图像存在畸变，发生畸变的图像无法准确传达真实场景的内容，导致图像无法拼接或者拼接错误。为了满足复眼式光学成像系统图像拼接高精度的要求，需要对每个微相机的畸变进行测量和校正。2016年，上海大学Li 等人通过校准捕获图像进行光学系统畸变校正，生成畸变条纹图形，通过投影系统投射畸变校正后的条纹。2018年，韩国电子与电信研究所的Hayan Kim 提出数值补偿方法用于重建畸变大小。

本文针对复眼式光学成像系统畸变……