Вариант уменьшения влияния дисторсии камеры на сшивание изображений в фотоплан

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

ВАРИАНТ УМЕНЬШЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ДИСТОРСИИ КАМЕРЫ НА СШИВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЙ В ФОТОПЛАН

1 2 3

Сидоркин И.И. , Маликова М.О. , Цуканов М.В.

1Сидоркин Иван Игоревич - магистрант, кафедра информационных систем, Институт приборостроения, автоматизации и информационных технологий Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева, младший научный сотрудник, Орловский филиал Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российская Академия наук;

2Маликова Мария Олеговна - магистрант, кафедра информационных систем, Институт приборостроения, автоматизации и информационных технологий Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева;

3Цуканов Максим Владимирович - инженер-исследователь, Орловский филиал Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российская Академия наук, г. Орёл

В настоящее время во многих областях деятельности все большее применение находят беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Наиболее распространенными среди БПЛА является квадрокоптеры и мультикоптеры. С их помощью могут быть получены фото и видеоматериалы достаточно высокого качества. Сшивание изображений в фотоплан может быть использовано для ведения картографических и иных работ по составлению плана местности. Под фотопланом понимается набор совмещенных изображений. Получаемые изображения с помощью камеры, установленной на БПЛА, неизбежно оказываются искажены в виду неотъемлемой кривизны линзы объектива камеры и нестационарности процесса съемки. Проблемы сшивания изображений в фотоплан, связанные с искажениями поворота и смещения кадров, в некоторой мере решаются методами синхронизации обрабатываемых изображений. Дисторсия линзы камеры вносит ощутимый негативный эффект в полученные изображения. Для борьбы с ней могут применять методы [1-3]. Однако большинство методов основано именно на том, что известны параметры камеры и можно рассчитать обратное преобразование для борьбы с дисторсией. В случае, когда данная информация отсутствует, приходится вычислять данное преобразование до достижения более или менее положительного результата, который в большинстве случаев может быть так и не достигнут. В данной работе предлагается выполнять обрезание полученных с камеры БПЛА изображений до того размера, при котором могут быть получены удовлетворительные результаты сшивания (определяется оператором). Величина уменьшения исходного изображения выбирается экспериментально оператором до достижения желаемого качества последующего сшивания. Предлагаемый метод позволяет отсечь наиболее заметные искажения, вызванные дисторсией, которые располагаются по краям изображений, таким образом остается лишь центральная часть изображений. На рисунке 1 представлено исходное изображение, а на рисунке 2 — преобразованное. Достоинства предлагаемого метода: - высокая скорость предобработки;

I 9 I

- повышение скорости сшивания изображений в фотоплан за счет уменьшения объема обрабатываемой информации на каждом сшиваемом изображений путем обрезания;

- исправление эффекта искажения, вызванного дисторсией камеры БПЛА. Недостатки предлагаемого метода:

1. потеря части информации в краевых областях изображений;

2. увеличение количества обрабатываемых изображений;

3. увеличения количества пролетов над территорией;

4. невозможность, в некоторых случаях, полного исправления искажений.

Рис. 1. Исходное изображение

Рис. 2. Преобразованное изображение

Список литературы

1. Gaxiola Leopoldo N., Juarez-Salazar Rigoberto and Diaz-Ramirez Victor H. Simple method for correction of distortion in images. SPIE Optical Engineering + Applications, 2016. San Diego. California, United States.

2. Fanlu Wu, Hong Wei andXiangjun Wang. Correction of image radial distortion based on division model. Opt. Eng. 56(1), 013108, 2017.

3. Agarwala А. Efficient gradient-domain compositing using quadtrees. ACM Transactions on Graphics, 26(3):94, 2007.

I 10 I