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第一章 緒論
第一節 前言
自電腦問世後，人類對眼球觀看景象畫面再現之方式從原本以圖紙、膠片等 對於光訊號敏感的介質紀錄方式迅速變換成以數字形式來進行資料儲存，數值影 像(Digital image)應運而生(繆紹綱，2011)。隨著影像處理技術的提升，單幅數值 影像的資訊處理分析越趨成熟，因此影像如何增加拍攝涵蓋範圍來獲取更多可分 析資訊也越趨重要。一般為了獲取更多影像資訊而擴增涵蓋範圍可分為二種，第 一種方式即是將拍攝距離拉長，如圖 1-1(a)，例如：航空攝影影像、衛星影像；
第二種方式為在固定距離下，增加拍攝器材的視角，如圖 1-1(b)，例如：廣角鏡 頭影像、魚眼鏡頭影像。
(a) (b)
圖 1-1 影像擴增涵蓋範圍方法 (a) 拍攝距離拉長 (b)擴增攝影視角
在現今科技的發展下，對於影像的需求更逐步轉往影像場景的建製，在拍攝 距離受限制的條件下，為求有效率的建製場景，經常使用寬視角拍攝器材(例如：
廣角相機、魚眼相機等)取得更大面積的單幅影像(即方法 2)來減少全景拼接影像 張數進而提升全景影像建製效率。
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而本研究所探討的魚眼鏡頭(Fisheye Lens)是一種短焦距、寬視角（約 180 度）
的超廣角相機鏡頭，在各領域上的應用愈趨廣泛，除了在攝影上的使用外，如醫 學內視鏡、針孔攝影機、近景攝影測量等都可見其運用。
在醫學領域方面，由於內視鏡受限於必須在狹小的腸胃道中取得大面積的影 像，因此內視鏡抑或是更進階的膠囊內視鏡角大多數都採用魚眼鏡頭來取得影像 (Asari et al., 1999；許捷皓，2004；Sun et al., 2008)。
在航空影像的拍攝方面，由一般相機鏡頭視角較小，成像上不夠寬廣，使得 單張影像不足以容納整個拍攝影像範圍(朱京海，2011；白絜成，2014)，為了提 高航空影像拍攝場景的建製效率，往往會選擇搭載魚眼鏡頭的相機。
在全景影像(panorama)的產製過程中，因魚眼鏡頭拍攝景物時比一般鏡頭所 涵蓋範圍來得大的優點，能有效增加全景影像產製的效率也被廣泛運用(張誠等 人，2004；陳明偉等人，2004；劉松杰等人，2010)。因此魚眼鏡頭讓「同一個畫 面同時看清整個環境狀況」的優勢，無形中滿足業主節省成本的需求，現在也廣 泛應用在倒車監測觀察與彌補車輛視線死角（李維民，2009；林彥仲等人，2013）。
綜合上述的例子來歸結，魚眼鏡頭在當今的應用層面上，使用於改善一般拍 攝鏡頭所面臨像幅面積不足的優勢與廣泛的視角，已成為一其優勢。
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第二節 研究動機與目的
魚眼鏡頭影像相對於一般鏡頭影像雖然能夠提供拍攝者極廣泛的拍攝視野，
但所拍攝之影像會產生中間影像放大，外圍影像壓縮的影像桶狀變形(Distortion) 失真問題(如圖 1-2)，使得影像在醫學影像上的判識，航空攝影測量之物件辨識、
物件偵測與全景影像的產製上皆造成一定程度上的困難。
圖 1-2 魚眼鏡頭影像伴隨的變形失真
而本研究也使用免費拼接軟體(Microsoft ICE)進行全景影像的場景建製測試，
也發生產製的結果無法進行全景觀測(如圖 1-3)，探求其原因即為魚眼鏡頭影像 中的變形失真使拼接影像間的共軛點變形不易辨識，使得本研究所使用的免費全 景影像的拼接軟體(Microsoft ICE、Hugin、Autostitch)進行影像拼接成果皆不理想。
圖 1-3 魚眼鏡頭影像全景拼接成果
因此如何針對使用魚眼鏡頭拍攝後之變形影像進行進一步的校正處理，勢必 是一重要的探討課題。
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