鱼眼

鱼眼（精选8篇）

鱼眼 篇1

1 引言

街景地图作为一种全新的实景地图服务模式, 以其能为用户提供城市、街道或其他环境的360°全景影像, 给用户带来身临其境的感受, 而得到广泛应用。目前, 街景地图采集主要是通过组合多台鱼眼相机的方式来获取, 由于具有超广成像角度, 该采集方式可以有效地减小数据量, 提升数据处理效率。但由于采用了非线性镜头, 鱼眼相机所拍摄的影像往往带有非常严重的图像失真和变形, 为后期的街景地图生成增添了难度。

基于上述前提, 本文对基于鱼眼影像的街景地图生成流程进行了梳理, 并对其算法模型进行了推演, 最后通过实验证实了方法的有效性。

2 基于鱼眼影像的街景地图生成

基于鱼眼影像的街景地图生成, 其基本原理是在已知各鱼眼相机参数关系的前提下, 将多幅存在重叠区域的鱼眼影像, 拼成一幅360°全景图像, 其具体流程可分解为以下几个步骤:

(1) 鱼眼图像校正。鱼眼镜头的水平角和垂直视场角都非常广, 其直接处理较为复杂, 往往需要先根据已知的相机参数对鱼眼图像进行校正, 将其从非线性转化为人眼和计算机可识别易处理的线性图像, 如图1所示:

对原始图像上任意一点P (x, y) , 其与校正后坐标值Pc (u, v) 对应关系如下:

式中, x0、y0为主点位置;k1, k2…和p1, p2分别为径向和切向畸变系数;r为向径。

(2) 图像的球面投影。鱼眼图像校正完成后, 即将各相机由原始的非线性影像转化至理想的平面坐标系中, 但各相机坐标系仍相互独立, 为了实现360°的全景视角, 需要根据事先检校获得的各相机间的相对关系参数, 将各个方向采集的影像投影至以图像采集系统中心为球心, 焦距为半径的球面上, 获得360°的全景图像。对单个相机平面上任意一点Pc (u, v) , 其在全景球面上的坐标P0 (θ, φ) 计算如下:

式中, a1, a2…, c3为相机在全景球坐标系中的旋转矩阵向量。

(3) 全景球面展开。由于全景球是一个三维球面, 无法以图片的形式直接存储在计算机中, 因此, 需要对其进行降维处理, 转化成符合人眼观察习惯的二维图片。全景球面展开方式如下图所示:

对全景球上任意一点P0 (θ, φ) , 其在全景影像上的对应点P (dstx, dsty) 的坐标值计算如下:

式中, img W, img H分别表示全景影像宽度和高度。

3 实验结果及分析

为验证本文方法的有效性, 以立得空间公司生成的街景地图采集系统为实验设备, 进行了数据处理实验。该设备由6 个独立相机组成, 分别搭载焦距为8mm的鱼眼镜头, 其中5个环绕一周水平安置, 另一个朝上, 用于拍摄天顶方向影像, 如图3所示。

按上节中所述算法流程进行街景地图生成试验, 效果如下图所示:

从图中可以看出, 基于本文方法所得到的360°街景影像画面清晰、无明显拼接痕迹, 证明了本文方法的有效性。

4 结束语

针对街景地图生成的问题, 本文对基于鱼眼影像的360°全景图像拼接流程进行了阐述, 并对其理论模型进行了推导, 最后, 通过实验证实基于该方法所获得的街景影像画面清晰、成像质量高, 说明了本文方法的有效性。

参考文献

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[7]刘翠艳, 基于MATLAB的图像处理方法及分析, 电脑与电信, 2008, 4: (84-86) .

鱼眼 篇2

近年来我国婴幼儿的生长发育和健康水平稳步提高，婴幼儿父母非常重视宝宝的智力发育，但对视觉健康，以及眼睛和学能发展的密切关系尚未引起足够重视。为了在我国更好地开展保护婴幼儿视觉发育健康工作，促进公众对婴幼儿视觉发育的关注和认知程度，日前，由中华医学会儿科分会婴幼儿保健学组和惠氏联手进行了中国首次“婴幼儿父母视觉健康和学能发展知识调查”，对上海、北京、广州、深圳等七个城市的1200位0-3岁的婴幼儿父母进行了问卷调查。

问题扫描一：大部分父母对补眼营养元素知之甚少

在本次调查中，虽然有40%的父母知道胡萝卜素是保护视觉健康的营养元素，但是只有21%的父母知道DHA有益于视觉健康，仅有不到五分之一(14%)的父母意识到叶黄素也是有益于眼睛健康的营养素;另有28%的父母认为吃鱼眼睛就可以保护孩子的视觉健康,20%的父母认为白萝卜可帮助宝宝护眼。

专家分析(中山大学营养学系蒋卓勤教授)：由于知识的缺乏，很多家长还停留在“吃什么补什么”的老观念中，老一代人说鱼眼可以明目，小孩吃了心里亮堂;其实鱼眼睛等食物并不是保护幼儿眼睛的最佳选择，因为鱼眼睛虽然含有营养素，但营养素的含量不高，难以达到补眼作用。如果婴幼儿父母还仅仅停留在吃鱼眼来补眼的认知层面，是远远不够的。白萝卜亦和鱼眼睛一样，存在同样问题。

0-4岁是孩子眼睛发育的高峰期，家长要注意保护婴幼儿眼睛的发育，要知道饮食均衡和合理的营养搭配对保护眼睛健康尤其重要。同时，家长还要注重获取补眼的科学的`营养知识，将对补眼食物的认知提高到一个新的层面。

对于婴幼儿视觉健康而言，叶黄素、维生素A、DHA、AA等都是有益于宝宝眼睛健康发育的重要营养元素。叶黄素好比“隐形的太阳镜”。作为一种帮助眼睛健康的关键抗氧化剂，叶黄素高度集中在婴幼儿的视网膜黄斑区，能够有助保护婴幼儿视网膜免受蓝光伤害，为婴幼儿幼嫩的眼睛起到屏障作用。此外，叶黄素作为抗氧化剂，能够有效帮助保护视网膜免受氧化损害。

蒋卓勤说，人体自身不能合成叶黄素，需要从食物中获取。母乳中含有丰富的叶黄素，在不能母乳喂养或者母乳不够的情况下，应该为婴幼儿选择富含叶黄素的配方奶粉，或者注意让婴幼儿从日常饮食中摄取叶黄素，如菠菜、甘蓝等深绿色蔬菜。

鱼眼与超广角 篇3

单镜头反光相机的最大优势，就是可以根据拍摄的需要更换不同焦距的镜头。35毫米胶片单反相机具有庞大的镜头群，曾经为专业摄影师和广大摄影爱好者所钟爱。当前风行的数码单反相机继承了胶卷单反相机的所有优点，青出于蓝而胜于蓝。而成像画幅小于135相机的APS－C数码单反相机，更是拥有大量的消费群体。为APS－C数码单反相机配套的可更换镜头群，品种同样是很丰富的，除了相机原厂镜头外，专业镜头生产厂家也有相应的产品。这些镜头的焦距段，可以从最短的鱼眼镜头一直延伸到超长焦距，可谓应有尽有。

焦距近似 效果不同

适马10-20mm1∶4-5.6 EX和图丽10－17mm1∶3.5-4.5 DX两款镜头，均是专为APS－C数码单反相机配套的短焦距变焦镜头。装在佳能EOS30D和EOS400D上，镜头的标称焦距乘1.6的系数才是相当于135相机16mm开始的焦距效果；装在尼康、宾得、索尼数码单反相机上，10mm的焦距就变成了135相机15mm焦距镜头的效果了。这两款变焦镜头的最短标称焦距都是10mm，实际焦距根据不同品牌的相机为15-16mm。两款镜头的长焦距端稍有不同，标称焦距一个是20mm，另一个则是17mm。可能会有人将这两款变焦镜头，误认为是长焦端略有不同的超广角变焦镜头。虽然单从镜头的焦距段来看，两款镜头确实很相近。但是这两款镜头的的确确是两种完全不同的类型：适马10-20mm1∶4-5.6 EX是一款普通的超广角变焦镜头，而图丽10-17mm1∶3.5-4.5 DX则是一款特殊效果的鱼眼变焦镜头。在这款图丽镜头上，标有“FISHEYE”的英文字，其意就是“鱼眼”的意思。

到底差在哪儿

超广角镜头和鱼眼镜头有什么不同？其一，视角不一样，适马10-20mm1∶4-5.6 EX镜头，10mm短焦距端的对角线视角为102.4度。而图丽10-17mm1∶3.5-4.5 DX镜头，虽然最短焦距同为10mm，但是对角线视角可达180度；其二，普通超广角镜头对各种畸变像差的校正有严格的要求，尽可能地保证图像变形小。而鱼眼镜头则允许桶形畸变存在，拍出的图像具有一种特殊的效果；其三，普通超广角镜头可以使用前置滤色镜，因为最大对角线视角已经超过100度，所以在使用偏振镜时，应该选择薄型的产品，以免造成画面四角被遮挡。鱼眼镜头则是由于180度的超大视角和突出的前镜片，因而根本不能使用前置滤色镜。

数码超广角

适马10-20mm1∶4-5.6 EX超广角变焦镜头的对角线视角范围为102.4－63.8度，最近调焦距离0.24米。该镜头调焦环和变焦环的操作手感都很顺畅。自动调焦采用超声波马达驱动，除了具有快速、安静的特点外，还可以随时用手动的方式修正调焦点。镜头的畸变像差校正得非常好，10mm一端几乎看不出变形；20mm一端可见很轻微的枕形畸变。色彩还原稍显夸张。在10mm端，最大光圈F4反差和分辨率均稍低，收缩一挡光圈到F5.6成像质量即有明显的改善。F8可称最佳光圈，综合成像质量最好。F11边缘分辨率略有下降，继续收缩光圈，成像质量逐级下降。20mm端在最大光圈F5.6即有不错的成像质量，只是反差稍低，同样是收缩一挡光圈到F8反差就有明显的改善。F11、F16都可以得到很好的图像质量，继续收缩光圈，成像质量也将逐级下降。

数码鱼眼镜头

图丽10-17mm1∶3.5-4.5 DX鱼眼变焦镜头的对角线视角范围为180－100度，最近调焦距离0.14米。该镜头和其他图丽镜头的特点相同：皱纹烤漆涂层，精细的外观以及金属质感。调焦环在自动调焦时会根据焦距的变化而旋转，并且此时是不能用手转动调焦环的。只有将镜头的调焦方式切换成手动调焦，才可以用手转动调焦环。该镜头从最短焦距10mm到最长焦距17mm，虽然视角发生变化，但是都具备鱼眼镜头的特征：明显的桶形畸变。该镜头色彩还原自然贴切。10mm端在最大光圈F3.5时反差和中心分辨率均稍低，边缘分辨率更低。当光圈收缩到F5.6反差达到最高，中心分辨率很好，边缘分辨率有所提高。F8反差稍有下降，但边缘分辨率进一步提高，F11保持良好的分辨率，反差继续下降。继续收缩光圈成像质量逐级下降。17mm端最大光圈F4.5反差稍低，中心的成像质量不错，但边缘较差，分辨率低。F5.6反差即有明显的提高，边缘分辨率也有改善。F11为最佳光圈，综合成像质量最好。继续收缩光圈，成像质量逐级下降。

实拍效果比较

虽然两款镜头的焦距非常接近，但这两款超广角镜头却有着各自不同的特点和适用范围。所以我们在选择镜头时，不能只关注焦距，更要了解镜头最终的拍摄效果，做到有的放失。

适马

10-20mm1∶4-5.6 EX

镜头结构：10组14片

最大光圈：F4.0-5.6

最小光圈：F22

最近对焦距离：24cm

放大倍率：0.149X

视角范围：102.4- 63.8 度

卡口：适马、佳能、尼康

体积：84×81mm

重量：470克

适马10-20mm

适马10-20mm1∶4-5.6 EX镜头，10mm端，F11，畸变像差校正得非常好。

适马10-20mm1∶4-5.6 EX镜头，20mm端拍摄效果。

图丽Fisheye

10-17mm1∶3.5-4.5

镜头结构：10片8组；

最大光圈：F3.5-4.5；

最小光圈：F22；

最近对焦距离：14cm；

放大倍率：0.2.56X

视角范围：180-100度

卡口：佳能、尼康

体积：70×71.1mm

重量：349克

图丽10-17mm1∶3.5-4.5 DX镜头，10毫米端，F11，由地面砖的形状即可看出夸张的变形效果。

鱼眼 篇4

关键词：鱼眼图像,等距投影,畸变校正

1引言

鱼眼镜头是一种较短焦距,视角接近甚至超过180度的超广角镜头[1]。常规镜头的视角有限因而在许多领域内受到限制,鱼眼镜头具有大视角、信息量丰富等优点而被广泛应用于计算机视觉等领域,由于其焦距短视角大的特点和光学原理的约束,导致了所拍摄的图像畸变非常明显,难以满足正常需求[2]。如果需要使用这些严重畸变的图像,就要将这些图像校正为人眼习惯的投影图像。因此实现鱼眼图像的校正成为国内外研究的热点。鱼眼镜头的几何投影模型分为四种,即正交投影、等距投影、等立体角投影和体式投影[3]。应用最广泛的是等距投影,但在校正研究当中多是以正交投影作为模型。

2等距投影的鱼眼图像校正算法

2.1提取鱼眼图像的有效区域

从鱼眼镜头拍摄的图像特征可以发现,鱼眼图像的有效范围通常是一个圆形,有效范围之外为黑色,如图1所示。因此需要先确定图像的轮廓,从而得到图像的圆心和半径。

分别从图像的上、下、左、右四个方向进行检测,利用公式Gray=0.30*R+0.59*G+0.11*B,将RBG像素点转化为灰度值,由于图像为黑色时,灰度值接近于零,因此定义一个相对较小的值T作为比较的标准。当Gray>=T时,像素点在图像的有效区域内[4]。最后确定有效区域的行数和列数分别为m、n,其示意图如图2所示。

2.2等距投影图像的校正算法

等距投影,顾名思义就是沿某一方向的距离投影之后保持不变,其模型示意图如图3所示。图中的半球表面即为鱼眼图像投影的半球面,球面半径即为镜头焦距,记为f。假设P为鱼眼图像上任意一点,P'点为P点在球面的投影,延长PP',交平行于x Oy平面且与半球相切(切点为A)的平面于Q点,根据等距投影的鱼眼图像特点,Q点应为图像校正后P点的位置[5]。

不同镜头的视场角度可能不同,因此所拍摄图片的畸变程度也就不同,为保证校正后图像的精确度,需要先根据视场角度求出镜头焦距f。当视场角度为时,鱼眼图像刚好映射到整个半球面,于是鱼眼图像上的任一直径映射到球面上即为经过A点且连接半球直径的圆弧。令R为鱼眼图像的半径,由周长公式得到

当镜头的视场角度为ε时,换算得

由于校正后的图像比源图像像素多了很多,正向投影后会出现大量的空隙点,而在像素点较为分散的区域使用插值法难免会干扰图像内容,因此选择多对一映射的逆向投影,即从目标图像投影到半球面,再从半球面投影到源图像上。

令目标图像的高宽分别为m',n',图像上选取一点Q',假设其坐标为(i,j)。进行坐标变换,将原点平移到图像的中点,于是得到原Q'点变换后对应的Q点的坐标(xQ,yQ)为

首先求球面上P的映射点P'的坐标。求出P点的入射角φ,用xp'、yp'、zp'分别表示球面上P'点的x坐标、y坐标和z坐标。得到以下方程:

联立以上三个方程可求得到xp'、yp'、zp'与Qx、yQ等已知量的关系如下:

由Qx和xp'同号可确定xp'的取值,并求得yp'。

接下来求半球面上P'到鱼眼图像上的映射点P的坐标。令r为P点到鱼眼图像圆心的距离,由等距映射的特性及弧长公式可以得到等距投影的函数为

通过Qx和xp同号确定xp的取值,并求出yp。这时鱼眼图像的圆心在坐标原点上,做一次坐标变换,将原点从鱼眼图像的圆心位置平移到图片的左上角,得到P点在源图像上对应点U的坐标(u,v)。

另外,当Q点的x坐标或y坐标为0时,即Q点位于x轴或y轴上,这时该坐标没有发生畸变,即当x Q(28)0时,xp(28)xQ(28)0,当yQ(28)0时,yp(28)yQ(28)0。

经过以上的变换,即可做到从目标图像上任一点Q'都可找到源图像对应点U的映射,从而完成等距投影鱼眼图像的校正。

3实验验证

为了验证本文算法的有效性,在Matlab平台下对一幅鱼眼图像进行实验验证,其结果如图4所示,可以看出鱼眼图像经过校正之后,图像的形状和比例基本可以恢复正常。

由于等距投影的特性,当视场角大于π时,校正后难以得到完整的校正图像。当视场角小于π时,通过调整目标图像的大小即可获得校正图像的全景。因此对于视场角太大的图像,可以考虑保证校正效果的前提下放弃图像靠近边缘的信息,如图5(b)是用180度的视场角进行的校正;或者在保证图像信息全面的前提下降低部分校正效果,如图5(c)是降低到140度的视场角进行的校正。

由于鱼眼图像越靠近边缘的地方信息量越大,也导致了校正后的图像中越靠近边缘的区域放大的倍数越大,而令边缘区域的图像在校正后和中心位置的图像等比例,同时又不降低中心位置图像的清晰度,这就使得校正后的图像像素增加了数倍,且鱼眼图像的视场角越大边缘畸变程度越大,图像需要放大的倍数也越大;同时,越接近中间的区域越清晰,越靠近边缘的区域越模糊。如图4(b)是图4(a)的9倍,图5(b)是图5(a)的12倍,这时也可以根据需求对图片进行截取或按比例缩小等后续处理。

4结语

本文针对鱼眼图像存在的畸变问题,利用投影模型对其进行了校正,并在Matlab平台上进行了仿真实验,得到了接近日常习惯的透视影像,取得了较好的校正效果。该算法一方面使用方便,且对视场角不同的图像都能进行恰当的校正,避免了一般映射算法对于不同的鱼眼图像,有的校正不足,有的却过度校正的问题。另一方面本算法在转换过程中不会造成像素的损失,保留了图像原有的清晰度。

参考文献

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鱼眼镜头光学系统的优化方法 篇5

在鱼眼镜头成像系统中，光线以很大的入射角打在前组透镜表面时往往会造成严重的像差，为了压缩超大视场角，提出应用非球面前组负弯月型透镜来控制鱼眼镜头系统的像差。基于光学前组具有平面对称的成像特性，应用平面对称光学系统像差理论发展的评价函数，对非球面系数及其他的系统结构参数进行优化设计。应用评价函数及Zemax光线追迹成像模拟对优化系统进行评估。研究表明，应用非球面组负弯月型透镜能够显著地提高鱼眼镜头的成像质量。

关键词：

光学设计； 鱼眼镜头； 平面对称； 非球面； 像差

中图分类号： TH 744文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.05.007

引言

鱼眼镜头系统是一种超大视场角的光学成像系统，其视场角可以达到180°甚至270°，可以摄取普通镜头无法比拟的场景。鱼眼镜头光学系统通常由压缩视场角的前组负弯月型透镜和后组物镜组成，由于结构的复杂性，高质量的鱼眼镜头设计和制造比较困难。赛德尔像差理论主要适用于轴对称光学系统的像差分析，但对于鱼眼镜头光学系统的超大视场物点成像，光线以很大入射角（可能大于80°）打在其前组负弯月型透镜上，造成比较严重的像差。光线经前组光学系统成像后在子午和弧矢平面内的聚焦及波阵面参数可能完全不一致，成像具有平面对称而不是轴对称光学系统的特性，赛德尔像差不再适用于此类光学系统的成像分析。

目前，Lu等应用波像差的方法发展了普遍的平面对称光学系统的像差理论[35]；并基于平面对称光学系统像差理论发展了超大视场光学系统的优化设计方法[67]。本文在这些工作基础上，针对鱼眼镜头前组光学系统的成像特点，基于平面对称光学系统像差理论，采用非球面前组光学系统设计，有效地抑制系统的像差，达到优化鱼眼镜头成像的目的。

3结论

在光学系统中应用非球面可以改进光学成像质量，但如何有效地应用非球面控制系统的像差仍然是个有待研究的问题，毕竟非球面的运用会增加制造成本。本文针对鱼眼镜头的结构特点，设计非球面前组光学透镜来有效控制光学系统的像差，并应用平面对称光学系统的像差理论来优化鱼眼镜头系统的像

差。这个思路在目前研究鱼眼镜头的文献报道及专利中都没有得到体现。数值分析结果证实了我们的优化方法是有效的。

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鱼眼 篇6

目前,国内外已经出现了很多鱼眼图像的校正算法。国外很多学者提出了先进的校正算法[1,2,3,4,5],校正效果较好,但需手动选取点或者曲线,再求解内参外参,并用Levenberg-Marquardt等优化算法求解出校正参数,过程相对繁琐;经纬度校正算法[6]是将非线性的鱼眼图像存储转换成线性的经纬度存储,从而实现鱼眼图像的校正,但相机抖动[7]产生的拍摄误差会导致图像丧失垂直不变性;基于球面透视投影的校正算法[8]比较复杂,要先建立数学模型,然后求解各种参数。基于约束条件的校正算法[9]针对关键特征定义约束条件,通过最优化方法求解[10],但要预先采样曲线;多视角的校正算法[11]是通过转移光学中心获得透视图像,但最终得到的不是一幅完整的校正图像;基于正交投影和等距投影的鱼眼图像校正[12]对一张鱼眼图像分别建立正交和等距投影模型,再运用平移和旋转校正平面的方法实现各区域的校正,最后将鱼眼图像映射到一个半立方体的表面实现整体校正;用摄影不变性校正鱼眼图像[13]是利用共线点的投影仍然共线等原理对畸变图进行校正,但该方法要先进行鱼眼镜头的标定,求解的参数也偏多。二维校正中常用的有经度坐标校正算法[14],该算法是根据同一条经线校正后具有相同的横坐标来进行校正。

本文在传统经度坐标校正算法的基础上,提出了改进的算法。根据每条经线不断重定位圆心,计算出相应的半径,即可根据映射关系得到校正后的坐标。实验结果表明,文中提出的算法不需要进行鱼眼镜头标定,也不需要求解多项式或者相机参数,通过建立全局统一的函数,对鱼眼图像进行有效快捷的校正。

1 提取鱼眼图像有效区域

要对鱼眼图像进行校正,首先就得提取鱼眼图像的有效区域,最终提取出的有效区域是一个包含所有内容的大圆。现有的提取方法主要有逐行逐列扫描算法、区域生长算法、变角度扫描算法[15]等。

逐行逐列扫描算法是从上、下、左、右4 个方向分别逼近有效区域得到大圆4 个主要方向的切线。以从左到右扫描为例:对每一列上的像素统计最大值与最小值,当最大值与最小值之差大于某个阈值时,就证明扫描到了圆形鱼眼图像最左边的边界,即左切线。对其它三个方向如此操作,可获得另外三个边界,由这四个边界,可得到圆心坐标和半径。

变角度扫描算法是在逐行逐列扫描算法基础上,增加了从左上角、右上角、左下角、右下角四个方向的扫描线。即等效于有一条动态的直线从倾斜角为0 开始,以∏/4 递增,分别靠近鱼眼图像得到8 个方向的切点。这样增加了精度,得到更加精确的有效区域。变角度扫描算法的结果如图1 所示。

图1 得到的切线由8 条不同颜色的直线表示,相应地,可以求出切点。根据切点,取平均值可以得到相对准确的圆心位置和半径,最终得到的鱼眼图像有效区域如图2 所示。

2 传统经度坐标校正算法

鱼眼图像是一个发生畸变的圆形图像。鱼眼镜头的视角越大,其桶形弯曲畸变也越大,只有镜头中心的部分直线可以保持原来的状态。经度坐标校正就是把鱼眼图像像素点的横坐标还原到原来的位置,而纵坐标保持不变,也就是把扭曲后的鱼眼图像映射为正常的正方形的图像,即通过映射来降低鱼眼图像的畸变程度。

如图3 所示,鱼眼图像中每条经度上的不同像素点在经过校正后的图像中具有相同的横坐标。鱼眼图像上一个畸变点A(x,y),校正后的相应点为B(u,v),鱼眼图像的圆心O(x0,y0),半径为R。

则根据映射公式:

可以由畸变点A(x,y)得到校正点B(u,v)。

一幅畸变的鱼眼图像的有效区域如图4 所示,经度坐标校正后的图像如图5 所示,可以看到虽然有一定的校正效果,但仍然存在变形。

3 一种不断重定位圆心的校正方法

3.1 理论分析

通过对传统经度坐标校正算法的分析,发现畸变点到相应校正点的映射关系只在最外层经线上满足,即当畸变点位于如图1 中A点所在的经线上时,校正效果最好,当畸变点越靠近圆心时,映射函数的拟合效果越差。

本文在传统经度坐标校正算法基础上,提出了一种不断重定位圆心的校正方法。如图6 所示,畸变图像(即圆O)中任意一个畸变点A(x,y),其相应的校正点B(u,v),点A所在的经线(即弧EAF),以这段圆弧可以唯一确定一个新的圆(即圆O2),由数学知识可得出圆心O2 在鱼眼图像的零度纬线上,新圆圆心为O2(x0,y00),即重定位找到的圆心,新圆的半径为Rnew;而原畸变鱼眼图像的圆心O(x0,y0),半径为R。

如图6,根据EO2=AO2=Rnew,即:

由(2)可得:

由(2)、(3)可计算出Rnew:

如图7所示,根据FO2=AO2=Rnew,即:

由(5)可得:

由(5)、(6)可计算出Rnew:

以上两种情况得到y00和Rnew后,根据映射关系:

可得校正点B(u,v):

实际编程中,为了避免越界问题,一般采用反向映射,由B(u,v)得到A(x,y),然后将A(x,y)像素的r,g,b分量分别赋给校正点即可。

3.2 实验结果

如图8 所示,经度坐标校正的图仍有一定的变形,而重定位圆心的校正算法效果则较好,如图9 所示。

3.3 结果分析

可以由校正后的物体偏离垂直方向的平均角度作为算法校正效果的评判标准。如图11、图12 和图13所示,在房子对应位置上取A、B、C、D、E五个点,可得到这五个点的坐标。以A点为基准,计算另外四个点与A点的连线与垂直方向偏离的角度。如图10 所示,可计算E点偏离垂直方向的角度,即:

根据式(10),可分别计算B、C、D、E与垂直方向偏离的角度,最后对得到的四个角度求平均,即可得到表1 中的平均角度。如果平均角度较小,则校正效果较好,反之,效果则不理想。见表1(表1 中角度均为弧度制)。

由表1 可知,本文提出的重定位圆心校正算法比传统经度坐标校正算法校正效果好。

4 结束语

本文提出了一种不断重定位圆心的二维校正算法,该算法不用像多项式校正模型一样求取各个参数,也不用像等距投影和球面透视投影等算法一样用到三维坐标,也不用进行相机标定,简单而且校正效果好。但这种算法还存在改进的空间,对不同视场角的鱼眼相机拍摄出来的图像,该算法的校正效果并不是一直都这样好。这是后续的研究工作。

摘要：针对鱼眼图像传统经度坐标校正效果不明显,提出了一种新的鱼眼图像2D校正算法,通过对每一条畸变的经线,不断重定位圆心位置,重新计算经线上点的坐标,有效地校正桶形畸变。该算法不用进行鱼眼镜头的标定以及参数的估计,也不用寻找三维空间点信息以及在各种坐标系之间进行转换。通过与传统校正算法进行对比,发现本算法能高效快捷地对鱼眼图像进行校正,而且具有较好的效果。

鱼眼 篇7

本实验工作主要涉及黔产鱼眼草植物生物活性研究,以期发现其活性部位及有效活性成分,为有效开发和利用提供科学的依据。

1 材 料

1.1 药材

鱼眼草植物采自贵州省贵阳市,经贵阳医学院陈德媛教授鉴定为菊科(Compositae)鱼眼草属(Dichrocephala)鱼眼草(Dichrocephala integrifolia (L.) O.Kuntze)全草,标本存于贵州大学化学与化工学院化学系。

1.2 药品

1,1-二苯基苦基苯肼(DPPH),日本东京化成工业株式会社;α-糖苷酶(EC)和对硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG),Sigma公司;二甲基亚砜,天津基准化学试剂有限公司;阿卡波糖(Acarbose, Lot 16869),德国Serva 公司;4-硝基苯酚(4-Nitrophenol, PNP),美国Alfa Aesar公司;黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌,上海天呈生物信息有限公司;其余试剂均为国产分析纯。

1.3 仪器

紫外可见分光光度计(UV-2000型),上海尤尼克仪器有限公司;万分之一分析天平,美国Mettler-Toledo公司;混合器(CS-H1型),北京博励阳科技公司;酶标仪,美国Thermo Electron公司;生化培养箱(LRH-150),上海一恒科学仪器有限公司;立式压力蒸汽灭菌器(LDZX-30KB),上海申安医疗器械厂;洁净工作台(JJ-CJ-2FD),吴江市净化设备总厂。

2 实验方法

2.1 提取分离

干燥鱼眼草全草10 kg 粉碎,用95% 乙醇冷浸提取4 次(每次10 d)。减压回收乙醇,得浸膏(1200 g) ,加水分散,分别用石油醚,乙酸乙酯,正丁醇萃取,减压回收溶剂得到石油醚部分(170 g) ,乙酸乙酯部分(420 g) ,正丁醇部分(550 g)。

利用多种层析手段对鱼眼草乙醇提取物各部分进行分离和纯化,得到15个单体化合物,通过理化数据和波谱分析方法鉴定了13个单体化合物结构,分别是:正十八烷酸(1)、豆甾-7,22-二烯-3-醇(2)、α-香树脂醇(3)、表木栓醇(4)、十八酸甲酯(5)、正四十三烷(6)[2]、正二十二烷(7) 、正二十八烷酸(8)、正二十酸甲酯(9)、十六烷酸三十烷醇酯(10)、脱镁叶绿素甲酯(11)、柳穿鱼素(12) 、柳穿鱼素-7-葡萄糖甙(13)[3]。所有化合物均为首次从该种植物中分离得到。

2.2 抗氧化活性

DPPH 方法:按照文献[4],将样品用甲醇配制成一系列浓度,取0.1 mL样品加入3.5 mL DPPH甲醇溶液(0.06 mmol·L-1),混合30 min 后测定515 nm 波长处吸光度。每份样品平行操作 3 次,取平均值,计算出清除率,并计算出半数抑制率(IC50)。

利用体外DPPH微量抗氧化模型进行抗氧化活性筛选,结果表明:所得化合物和4个部位的抗氧化活性都不理想。

2.3 α-糖苷酶抑制活性

α-葡萄糖苷酶活力的测定参照文献方法,根据所采用的反应体系: 112 μL磷酸钾缓冲液(pH 6～8) ,加入20 μL 0.2 U·mL-1 α-葡萄糖苷酶, 8 μL DMSO, 37 ℃恒温, 15 min后加入215 mmol·L-1 PNPG 20 μL,摇匀, 37 ℃恒温反应15 min。再加入80 μL 0.2 mol·L-1 的Na2CO3 溶液,于405 nm波长下测OD值[5]。

初筛浓度为50 μg/mL,并对初筛抑制率大于50%的化合物进行复筛。其筛选结果如下表2。

采用α-葡萄糖苷酶抑制模型进行α-糖苷酶抑制活性测试,结果表明:脱镁叶绿素甲酯(IC50=19.23 mg·L-1)和柳穿鱼素-7-葡萄糖甙(IC50=30.27 mg·L-1)的体外抑制α-糖苷酶抑制活性远高于对照acarbose(IC50=1081.27 mg·L-1)。

2.4 抑菌活性

2.4.1 KB纸片法

纸片扩散法按照文献的方法[6],用微量加样器分别取5 μL 样品加到直径6 mm 的圆形滤纸片上,挥干试剂后,置于含菌平板,37 ℃恒温培养24 h,记录下抑菌圈的大小。每份样品平行操作3 次,用DMSO 作空白对照。

注: “-”表示无抑菌作用。

初筛结果表明:所有筛选样品中,化合物柳穿鱼素-7-葡萄糖甙和正丁醇部位对小麦赤霉病菌的抑制活性最好(抑菌圈直径d分别为2.4 cm, 2.5 cm),醇提物和石油醚部位对小麦赤霉病菌也有明显抑制效果(抑菌圈直径d分别为1.6 cm, 1.2 cm);醇提物部位、石油醚部位、乙酸乙酯部位脱镁叶绿素甲酯、柳穿鱼素-7-葡萄糖甙对玉米大斑病菌有明显的抑制效果(抑菌圈直径d分别为1.7 cm, 1.3 cm, 1.2 cm, 1.5 cm, 1.1 cm);所有筛选样品中,醇提部位、石油醚部位和化合物脱镁叶绿素甲酯、柳穿鱼素-7-葡萄糖甙对番茄灰霉病菌的抑制效果最好(抑菌圈直径d分别为2.3 cm, 2.1 cm, 2.7 cm, 2.0 cm),乙酸乙酯部位、正丁醇部位对番茄灰霉病菌也有明显抑制效果(抑菌圈直径d分别为1.8 cm, 1.9 cm)。

2.4.2 肉汤稀释法

最低抑菌浓度(MIC) 的测定将出现抑菌圈的样品进行对半梯度稀释,按文献方法操作进行,每个浓度梯度平行3 次,取平均值。用DMSO 作空白对照出现抑菌圈的最低样品浓度即为MIC 值[7]。

运用肉汤稀释法进行抑菌活性实验,实验结果表明:石油醚部位和乙酸乙酯部位对金黄色葡萄球菌,肺炎克雷伯氏菌,铜绿假单胞菌都具有抑制作用,乙酸乙酯部位的抑菌活性较好。

3 结 论

前期对新鲜鱼眼草的花和茎叶采用固相微萃取技术提取挥发油成分,用气相色谱-质谱联用技术对挥发油进行分析测定,发现β-蒎烯成分在鱼眼草花和茎叶挥发油中都有且含量较大[8],根据文献记载,此成分具有较强的抗炎作用[9]。

本实验通过提取分离化合物,并对各萃取部分和所得单体化合物进行抗氧化(DPPH)、α-糖苷酶、抑菌活性筛选,发现了鱼眼草的活性部位及其有效活性成分,为开发和利用这种药用植物资源提供了科学的依据。

摘要：通过对DPPH自由基的清除能力对鱼眼草的抗氧化活性进行评价;考察了鱼眼草的抗氧化、α-葡萄糖苷酶抑制活性和抑菌活性。应用体外α-葡萄糖苷酶筛选模型进行鱼眼草酶抑制活力的测定;采用KB纸片法和肉汤稀释法测定鱼眼草的抑菌活性。结果:鱼眼草的化学成分及各部位提取物的抗氧化活性并不理想;化合物脱镁叶绿素甲酯(IC50=19.23 mg.L-1)和柳穿鱼素-7-葡萄糖甙(IC50=30.27 mg.L-1)的体外抑制α-糖苷酶抑制活性远高于对照acarbose(IC50=1081.27 mg.L-1);KB纸片法表明部分化合物和提取物具有较好的抑菌活性,肉汤稀释法表明乙酸乙酯部位的抑菌活性较好(金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯氏菌、铜绿假单胞菌的MIC分别为32、64、128μg.mL-1)。

关键词：鱼眼草,DPPH,α-糖苷酶抑制,抑菌活性

参考文献

[1]贵州植物志编辑委员会.贵州植物志[M].重庆:四川民族出版社,1989:309-319.

[2]朱少晖,张前军,陈青等.鱼眼草化学成分研究[J].中药材,2010(1):53.

[3]朱少晖,张前军,陈青等.鱼眼草化学成分研究[J].中国实验方剂学杂志,2010,16(12):34-36.

[4]常星,刘瑜新,康文艺.拳参抗氧化活性研究[J].精细化工中间体,2009,39(2):28.

[5]康文艺,张丽,宋艳丽.滇丁香中抑制α-葡萄糖苷酶活性成分研究[J].中国中药杂志,2009,34(4):406.

[6]洪英,黄雁,魏良宇.浅谈纸片扩散法药敏试验[J].福建畜牧兽医,2004,26(5):56.

[7]李希红,陈荣,纪付江,等.剑叶金鸡菊挥发油的抗菌活性研究[J].安徽农业科学,2009,37(23):1096.

[8]陈青,张前军,朱少晖,等.SPME-GC-MS分析鱼眼草花、茎叶挥发油成分[J].中国实验方剂学杂志,2011(8):92-95.

鱼眼 篇8

【关键词】菊叶鱼眼草；水浸液；萝卜；种子萌发；幼苗生长

【Abstract】Allelopathy of Dichrocephala auriculata with different parts （root， stem， leaf and inflorescence） aqueous extracts at different concentrations （0、5、25 and 50 g/L） was studied and radish seeds were as the accepted bodies. The results showed that compared with the control， effects of aqueous extracts with all parts of Dichrocephala auriculata on germination rate， seedling growth （root length and shoot length） of radish tended to the same tendency. Namely inhibition increased with the increase in concentration of Dichrocephala auriculata aqueous extracts. While under the same concentration， the order of effect of Dichrocephala auriculata aqueous extracts on seed germination and seedling growth of radish was leaf>inflorescence>stem>root.

【Key words】Dichrocephala auriculata； Aqueous extract； Seed germination； Seedling growth

菊葉鱼眼草为菊科鱼眼草属1年生草本植物，别名白顶草、鸡眼草，广泛分布于云南、贵州、四川等地[1]。目前，人们对菊叶鱼眼草的研究多侧重于它的药用价值方面，关于其化感作用方面的研究尚未见报道。

化感作用，是指一种植物通过向环境释放某些化学物质而在其周围形成一个微环境区域，从而抑制或促进该区域内其他植物（或其他微生物）生长的现象[2]。

本文以萝卜种子为受体，初步研究了菊叶鱼眼草不同部位、不同浓度水浸液的化感作用，确定了其各部位化感作用的强弱，以期为减弱其化感效应提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试的萝卜种子购于四川省农科院。

1.2 试验方法

1.2.1 菊叶鱼眼草植株的收集及其水浸液的制备

供试的菊叶鱼眼草植株采自四川省成都市温江区成都农业科技职业学院的校园内，其地理坐标为30°42′N、103°50′E，海拔534m，属亚热带湿润季风气候。其根、茎、叶、花序的收集与水浸液的制备参照Han等人的方法[3]。

1.2.2 对种子萌发进行生物检测

将受试种子进行浮选，选取粒大、饱满、大小一致的种子，用蒸馏水清洗，然后晾干备用。将受试植物种子（均30粒）用5.25g/L次氯酸钠消毒15min，然后用蒸馏水洗4次，每次1min；将受试植物种子放置在垫有两层滤纸、直径为9cm的皮氏培养皿中，分别将不同部位（根、茎、叶、花序）、不同浓度（0g/L、5g/L、25g/L和50g/L）的水浸液5ml注入培养皿中，对照为蒸馏水，每个处理3次重复；然后将培养皿放到人工气候箱（25℃，黑暗）中进行萌发实验。在白菜种子萌芽后3d 记录其最终发芽率，测定并记录所有萌发幼苗的根长和苗长。

1.3 数据统计

采用SPSS（12.0）统计软件进行单因素方差、LSD和相关性分析（p<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同浓度菊叶鱼眼草水浸液对萝卜种子萌发的影响

由表1可以看出，与对照相比，所有部位水浸液对萝卜种子的萌发率均有抑制作用，并且随着浓度的增加，其抑制效应也在增强。根、茎水浸液在浓度达到25g/L时显著抑制了萝卜种子的萌发率，种子萌发率较对照分别降低了55.4%和88.0%；叶、花序水浸液在浓度达到5g/L时显著抑制了萝卜种子的萌发率，种子萌发率较对照分别降低了30.2%和25.3%。

而在同一浓度下，菊叶鱼眼草水浸液对萝卜种子萌发的影响强度顺序为叶>花序>茎>根。

2.2 不同浓度菊叶鱼眼草水浸液对萝卜幼苗生长的影响

与对照相比，菊叶鱼眼草所有部位的水浸液对萝卜幼苗生长均表现出抑制作用，并且随着浓度的增加，其抑制效应也不断增强。与对照相比，根水浸液在浓度达到25g/L时显著抑制萝卜幼苗的根长和苗长，幼苗的根长和苗长较对照分别降低了45.8%和45.0%；茎水浸液在浓度达到5g/L和25g/L时显著抑制了萝卜幼苗的根长和苗长，分别较对照降低了37.5%和90.0%；叶水浸液在浓度达到5g/L时显著抑制萝卜幼苗的根长和苗长，幼苗的根长和苗长较对照分别降低了43.1%和30.0%；花序水浸液在浓度达到25g/L时显著抑制萝卜幼苗的根长和苗长，幼苗的根长和苗长较对照分别降低了100.0%（见表2）。

在同一浓度下，不同部位的水浸液对萝卜幼苗生长的抑制效应有所不同，其强弱顺序为叶>花序>茎>根。

3 讨论与结论

（1）本研究表明，菊叶鱼眼草对萝卜有化感作用，其对萝卜种子萌发与幼苗生长影响的强弱顺序为叶>花序>茎>根。

（2）鉴于在同一浓度下，菊叶鱼眼草水浸液对萝卜种子萌发与幼苗生长的影响强度顺序为叶>花序>茎>根，因此，在大田生产中，建议将菊叶鱼眼草的地上部残株处理掉，以减轻其地上部位通过雨水淋溶对其田间作物造成的化感抑制作用。

参考文献

[1]吴洵凤， 尹复元， 蔡锋. 菊叶鱼眼草的挥发油成分研究[J]. 云南中医学院学报， 1993， 16 （1）： 27-28.

[2]Rice E. L. Allelopathy. Academic press，Orlando，FL. 1984.

[3]Han Chun-mei， Pan Kai-wen， Wu Ning et al. Allelopathic effect of ginger on seed germination and seedling growth of soybean and chive. Scientia Horticulturae， 2008， （116）： 330-336.

作者简介

韩春梅（1977—），女，内蒙古赤峰人，博士，副教授，高级农艺师，主要从事植物生理、植物组织培养等教学工作。

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