为了解决分光轴式多源图像融合系统近距离图像配准问题, 建立了一种双目成像配准模型, 分析了分光轴系统的镜头中心距对配准精度的影响。该模型以物点对不同镜头的入射角差为切入点, 以入射角差作为配准精度的判别依据, 分析了配准精度随镜头中心距和物距的变化关系。结合探测器角分辨率和光轴调校精度, 给出了分光轴系统像素级配准的距离范围计算公式, 并且引入光轴初始夹角和图像像素平移量, 实现近距离变视距图像配准。计算结果表明: 分光轴系统光轴平行时可对某一最近距离至无穷远范围内配准, 当调节系统对更近距离配准时, 可在一段有限范围内配准, 缩小镜头中心距和提高光轴调校精度可以扩大系统的配准范围。利用提出的配准距离范围计算方法, 结合目标测距, 实现了分光轴式红外与可见光图像融合系统近距离变视距图像配准。

针对水下非平行双目成像系统图像匹配时无法进行平行校正，并且不再满足空气中的极线约束条件这一问题，推导出一种适用于水下的极线约束模型。根据摄像机和防水罩间相对位置关系的不同，把水下双目成像方式分为平行成像、共用折射面成像和独立折射面成像三种情况，并推导了后两种情况的极线约束模型。对摄像机进行标定，利用尺度不变特征变换(SIFT)进行立体匹配，推导了参考图上特征点在待匹配图上所对应的曲线，根据待匹配图上特征点是否在曲线上，剔除误匹配点，提高匹配精度。实验结果表明，利用所推导出的水下曲线约束模型，可以有效地剔除误匹配点，降低误匹配率。