基于逐步优化的摄像机阵列标定算法

摄像机标定是计算机视觉研究中由图像进行三维重建的重要步骤。本文提出了一种基于逐步优化的摄像机阵列标定方法,首先使用基于平面模板的方法求解出各个摄像机的内参数以及相对于模板的位置关系。然后选定一个摄像机作为参考摄像机,再逐步地标定出其余摄像机相对于参考摄像机的位置,最后得到所有的摄像机在同一个世界坐标系下的位置关系。标定过程简单,易于实现。实验结果表明,该方法是一种有效的摄像机阵列标定方法。     

文摘

在视觉检测系统中,针对视觉传感器数量多,且每个摄像机需标定的内部参数及外部参数较多的特点,提出了一种新的简单的快速摄像机标定方法.分析了摄像机的各个关键参数,采用了全线性标定方法和矢量分析法,逐步求出CCD摄像机的参数.该方法具有标定速度快、精度高、实用和算法性能分析容易等优点,适用于一般视觉检测系统的摄像机参数的标定,尤其是大型视觉检测系统中多视觉传感器的摄像机参数的标定.实验结果表明,摄像机标定误差优于0.05mm.     

双目摄像机的自标定方法研究

摄像机标定是计算机视觉的关键技术之一。针对现有的标定技术计算过程复杂,标定物使用不方便等问题,提出了一种用于双目摄像机自标定的方法,该方法要求场景中有两组正交的平行直线即可进行标定,利用其在图像平面上形成的消失点之间的约束关系来建立标定方程,从而求解出摄像机的内外参数,再结合双目立体视觉原理标定双目摄像机的结构参数。将该方法在实验室现有设备上进行对比实验。实验结果表明,该方法简单、有效,可广泛应用于机器视觉研究、三维重建等多个领域。     

调整量最小的多视图像校正算法

在多视自由视点电视（FTV）系统中,摄像机阵列拍摄的多视视频存在垂直视差、且水平视差分布不均等问题,严重影响合成视频的质量效果。现有的多视图像校正方法虽然消除了垂直视差,但是校正图像过程中引入的旋转和平移失真较大,使人眼产生不舒适感。为此,本文提出一种适于平行摄像机阵列的多视图像校正算法,首先建立理想的摄像机安放位置,然后计算多视图像校正变换,将实拍图像映射到理想摄像机位置处,得到校正后图像。在设计理想的摄像机安放位置时,考虑人眼视觉特性,确保坐标轴旋转和平移调整量最小化,实现多视图像校正变换引入图像失真总量最小。实验表明,该算法不仅可以消除垂直视差,而且图像校正过程中引入的失真小,符合人眼视觉习惯,能有效改善合成视的图像质量,提高人眼观看舒适程度。      

一种基于双目视觉原理的距离测量系统的设计

主要研究一种基于双目立体视觉原理测量图像中物体距离的算法,要实现的目标是采用双摄像头从不同视点拍摄目标物体,投影得到两幅双目图像,用图像处理的方法先提取出需要的信息,进行特征识别,然后利用同一目标在不同投影图像上的成像差异进行立体匹配,并通过视觉算法计算被测物体的距离。由于测量的距离远大于摄像机之间的基线距离,所以传统意义上的双目测距系统近似认为两个摄像机的光轴是平行,但是实际上两光轴是必然相交的,所以文章结合实际,考虑两光轴相交,以达到提高距离测量精确度的目的,系统的主要流程包括图像获取、摄像机标定、角点检测、特征识别、立体匹配、距离计算等几个方面。     

基于Matlab的计算机视觉测量中摄像机标定方法研究

本文以视觉测量系统中的摄像机标定为研究对象,以物体在摄像机上所成的像与物体实际的形状之间具有一定的函数关系为基础,以获得该函数参数为目的用Matlab进行摄像机标定。该方法利用了Matlab的工具箱及VC＋＋6.0编译软件,设计标定方法及软件程序,方便准确的完成了单摄像头标定和双摄像头的立体标定,得出摄像机的内部参数和外部参数,简化了标定求解过程,提高了标定速率,并具有良好的移植性,适合于其他视觉测量系统。     

基于图像的模拟相机标定方法的研究

从光学测量角度出发,结合计算机主动视觉中的相机标定方法及数字图像处理技术,提出了一种CCD摄像系统畸变校正方法.该法通过使用经纬仪,不需相机做任何运动就能实现全过程的标定.该方法在摄像机模型中全面考虑了镜头的径向畸变,利用图像中心附近点畸变量较小的性质,用中心附近点和全场视点对摄像机内部参数和像差修正参数进行标定,最后由最小二乘法得到摄像系统畸变模型的畸变系数,解决了CCD摄像系统的畸变校正问题.与传统的相机标定不同,畸变校正中仅标定数字图像中像素间距和相机焦距.该法运用了亚像素细分算法,提高了测试系统的精度,是一种简单、有效、实用的标定法.     

基于双目视觉的医疗机器人摆位系统测量方法

为了实现精确放疗过程中精确定位和肿瘤位置的精确测量,建立了基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统,并对系统所采用的摄像机标定方法、标记点识别及其三维坐标计算、摆位系统的位置验证等算法进行研究。建立基于双目视觉的医疗机器人摆位测量系统;提出了一种对摄像机采用基于平面棋盘格和立体标定模板相结合的摄像机标定新方法;采用Roberts梯度算子对图像分割的方法,识别标记点中心并计算其三维坐标;通过比较基于双目视觉计算和三维坐标测量仪器测量的各个标记点三维坐标的摆位误差,实现放疗过程中位置验证和精确摆位。实验结果表明:摄像机的标定精度为36.5×10-3 mm和各个标记点的三维坐标平均偏差为δX=0.573mm、δY=0.495mm、δZ=0.430mm,测量方法可获得较高的标定精度和摆位精度,能满足精确放疗对高精度摆位系统的临床需求。     

机器视觉系统坐标标定与计算方法

摄像机标定是机器视觉系统中的一个关键问题,介绍了摄像机标定的概念和重要性,并介绍了摄像机传统的标定方法、自标定方法、线性标定方法和非线性标定方法,结合ZFD-900TFT-LCD玻璃自动分断机为例具体讲解了坐标系转换标定的方法和坐标系计算的具体过程.     

智能三坐标测量机视觉系统的在线标定技术

提出了智能三坐标测量机视觉系统的在线标定技术。根据摄像机标定的基本原理,利用三坐标测量机沿x、y、z轴移动和正交精度都很高的特点,三坐标测量机带动待标定摄像机产生和白色陶瓷标准球球心(标定特征点)在x、y、z轴方向上的相对平动,得到标定特征点在测头坐标系中不同位置的坐标。引入测头坐标系,建立了该项标定技术的数学模型,给出了标定步骤,组建了标定系统。智能三坐标测量机视觉参数在线标定系统与专用标定系统的比对标定精度在±1μm以内,完全满足工程实际精度要求。     

CMOS in camera

The author explains how a device small enough to fit inside a car's rear-view mirror can be programmed to see. The device is a CMOS based image sensor developed by VLSI Vision Ltd., Edinburgh. The sensor overcomes the previous problem of placing all pixel outputs through a single charge amplifier by using a separate charge-sense amplifier at the head of each column of pixels. The author describes how the sensor operates. The incorporation of this sensor into a programmable machine-vision system called the imputer is discussed     

基于云台摄像机的快速移动人群的检测与跟踪

为了实现校园的安全监控,提出了基于云台摄像机的快速移动人群的检测与跟踪算法。介绍了云台摄像机用于校园安全监控的基本构成。为了更好地实现云台摄像头对于移动人群的检测与跟踪,建立了基于现实的精确摄像机模型,提出了摄像机自旋转角度约束的摄像机模型。通过最新的核相关滤波器跟踪算法(KCF)实现对运动着的人群检测与跟踪。运用Matlab仿真实验比较该方法和卡尔曼滤波跟踪算法,选择最优方法和相关滤波器跟踪算法来实现检测与跟踪要求。结果表明:相比较于传统的卡尔曼滤波跟踪算法,KFC算法的跟踪精度优于传统方法,精度多数情况下能达到90%以上,高于卡尔曼滤波跟踪算法的60%,检测与跟踪效果达到要求。     

火星相机研制

介绍了火星探测的进展及火星相机的科学目标,分析了空间相机及火星相机的特点,展现了课题组经过数年研究在火星相机工程样机的研制过程中取得的成果。研究内容包括:火星表面物质的光谱特性、火星探测光学遥感器的谱段设置、近火弧段星下点光照条件分析、近火点太阳高度角随时间变化规律、火星表面高程的直方图分布特性分析、考虑火星表面高程因素速高比误差造成的像移、火星相机工程样机研制、火星相机工程样机外景成像试验等。总结了过去的工作,为将来进一步研制火星相机打下基础。所研制的火星相机适用于在环火轨道对火星表面的观测成像。     

Solid-state time-of-flight range camera

The concept of a real-time range camera without moving parts is described, based on the time-of-flight (TOF) principle. It operates with modulated visible and near-infrared radiation, which is detected and demodulated simultaneously by a 2-D array of lock-in pixels employing the charge-coupled device principle. Each pixel individually measures the amplitude, offset and phase of the received radiation. The theoretical resolution limit of this TOF range camera is derived, which depends on the square root of the detected background radiation and the inverse of the modulation amplitude. Actual measurements of 3-D sequences acquired at 10 range images per second show excellent agreement between our theory and the observed results. A range resolution of a few centimeters over a range of 10 m, with an illumination power of a few hundreds of milliwatts is obtained in laboratory scenes for noncooperative, diffusely reflecting objects     

Ultrahigh-sensitivity New Super-HARP camera

NHK led the world in developing a high-sensitivity Super-HARP pickup tube using the avalanche multiplication effect. The authors have now developed an improved version (2/3-inch, with electromagnetic focusing and electromagnetic deflection) which is eight times more sensitive and has much better lag characteristics. The handy New Super-HARP color camera which uses this newly-developed pickup tube has higher sensitivity than human vision (11 lux, F8), negligibly low lag, and a limiting resolution of over 700 TV lines. It will be a powerful tool in emergency news gathering at night, the production of scientific programs, and other applications     

Secure single-sensor digital camera

An efficient secure single-sensor camera for captured image copyright protection and ownership authentication is introduced. Visible watermarks are embedded during the colour filter array (CFA) data acquisition process. Subsequent demosaicking of the watermarked CFA grey-scale images generates secure full-colour images readily available for storage or distribution.     

X射线分幅相机发展研究

X射线分幅相机是最有效的惯性约束聚变(Inertial Confined Fusion,ICF)诊断工具,具有良好的时间分辨、二维的空间分辨和动态范围大等优点.介绍X射线分幅相机经历的四个发展阶段,详细分析当前发展阶段行波选通型分幅相机,阐述了最新的X射线分幅相机研究结果,预测了未来X射线分幅相机的研究方向.     

超紧凑CCD彩色电视摄像机

具有代表世界最小摄象机头之特征,并使用了CCD(Charge-Coupled Device)图象传感器的彩色电视摄象机系统,已由东芝公司研制出来.姆指大小的摄象机头(直径17.5mm,长53mm)与一个小型宽视场角的镜头及CCD图象传感器相结合.光学图象由图象传感器传感而转换成电信号并由电缆传输到摄象机控制单元.然后它们被转换成NTSC视频信号,因此,图象能在电视荧光屏上显示或由VCR(Vidio Cassette Recorder)记录.这个新系统能在广泛的领域中使用.     

高速摄像机远程同步触发系统

为了满足高速摄像机远程同步触发的要求,设计了基于STM32微控制器的以太网高速摄像机远程同步触发系统,触发信号发送器采集外部触发按钮的信号,通过以太网传给触发信号接收器,控制接收器完成多台高速摄像机的远程同步触发,提高了系统的工作效率.     

彩色数字照相机的设计

提出了一种基于ＣＭＯＳ图像传感器和通用数字信号处理器的低价格、高质量彩色数字照相机的设计方案。介绍了系统的软硬件结构,详细描述了用数字图像处理的方法实现自动聚焦控制、自动曝光控制、ＲＧＢ色彩插值和快速离散余弦变换等关键技术。其设计性能优良,能获取分辨率为１ ０２４×７６８像素的高质量彩色数字照片。