一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法

图像的几何畸变广泛存在于应用广角镜头的成像系统，畸变的存在尤其不利于基于图像分析的定量分析领域。针对一个基于图像分析的红外角位置测量系统，提出一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法，阐述其畸变参数的标定方法，图像的空间变换和灰度插值方法，基于实时性要求，给出畸变校正的算法步骤，实验表明，此广角成像系统几何畸变数字实时校正方法有效提高了角位置测量系统的测量精度，并具有一定的实时性能。     

一种位置可调整的实时图像预畸变方法

图像几何畸变在大视场光学系统中非常普遍,对于高畸变率光学系统以及高分辨率图像的实时几何畸变校正成为一个技术难点。讨论了投影系统预畸变的模型,分析了光学系统的畸变特性,提出了一种预畸变图形显示位置可调整的几何畸变校正方法,以及相应的可实时实现双三次插值算法的硬件架构。该方法的优点是工程应用可行性高,畸变校正的结果更精确且显示图像完整。     

基于FPGA的视频图像实时几何畸变校正

图像几何畸变在大视场光学系统中普遍存在,对于高畸变率光学系统以及高分辨率图像的实时几何畸变校正已成为一个技术难点。分析了现有硬件实现架构的不足,提出了一种按照图像数据的奇偶像素以及奇偶行非线性缓冲的数据存取结构,利用提出的结构以及双线性插值算法实时实现了视频图像的几何校正和灰度校正。实验结果表明,该方法用较少的存储器资源,方便地实现了较复杂的图像插值算法,达到了对高畸变率、高分辨率图像实时去畸变且处理延时小的目的。     

印刷电路板光电图像畸变校正研究

为了校正因CCD摄像系统视场较大等原因产生畸变现象的印刷电路板(PCB)光电图像,提出了一种自适应控制的图像畸变校正方法。详细分析了存在几何畸变图像进行校正的基本原理,首先给出了畸变图像任一点坐标与校正图像对应点坐标之间的关系,然后以畸变图像与校正图像间控制点对的映射关系为基础,采用最小二乘法(LSM)、多项式拟合和双线性插值的灰度重建,由自适应控制关系找到畸变图像与校正图像控制点对的对应坐标,使发生几何畸变的图像得到有效校正。对方格测试图像和由CCD摄像系统获取的存在几何畸变的PCB光电图像进行了实际校正试验,结果证明了基本原理分析的正确性。     

面阵相机几何畸变矫正方法研究

由于机械加工安装、镜头光学特性等误差因素会使相机拍摄的图像产生非线性畸变,所以在应用所拍摄图像之前需要对图像进行畸变校正.在从硬件和软件两个方面对图像进行畸变校正的方法进行总结的基础上,具体介绍了基于BP神经网络的图像几何畸变矫正方法和网格靶标交点坐标的提取方法.实验结果表明,BP神经网络的图像几何畸变矫正方法简单易于实现,且能较全面地拟合畸变函数,得到高精度的校正图像.     

一种扫描图像几何畸变的数字校正方法

由于胶订书籍不能完全平铺于扫描仪的玻璃板上，从而使得扫描图像产生非线性几何畸变，为此，提出一种对此类畸变图像进行横向畸变数字校正的方法，并详细介绍了实现该数字校正的算法。实验结果表明，此算法能够大大减小横边误差，使畸变图像得到很好的复原。     

一种基于规则背景定标的几何校正

经高速CMOS摄像机远距离所采集的图像存在畸变问题，对快速运动目标的准确识别带来了问题，针对此问题提出了一种规则背景定标法，基于边缘检测和细化提取控制点的方法和三元卷积算法，完成了对其的几何校正。     

一种鱼眼镜头畸变图像实时校正算法

鱼眼镜头拍摄到的图像具有严重的畸变,不利于人眼观察和机器识别,需要对畸变的鱼眼图像进行校正。文章提出一种鱼眼图像校正算法,在扫描线逼近法的基础上提出了改进的有效区域提取算法,且针对校正后图像提出一种新的展开方法。     

基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正

传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。     

船牌识别系统中的变形校正方法研究

因摄像机角度而造成的图像倾斜和畸变,会给船牌的字符分割和识别带来不利影响.针对此问题,提出了一种新的变形校正方法.首先对定位后的船牌采用轮廓跟踪算法提取轮廓信息;然后采用一种基于Hough变换和K均值聚类直线拟合算法取得牌照的边框参数;最后通过双线性空间变换和灰度插值完成图像的校正.实验表明,这里提出的方法符合船牌图像的特点,具有较高的鲁棒性和工程实用性.     

Projective rectification based on relative modification and size extension for stereo image pairs

For stereo vision applications, projective geometry has proved to be a useful tool for solving the rectification problem without camera calibration. However, the criterion of minimisation for projective rectification must be chosen properly in order to avoid unduly geometric distortion. In this paper, an improved algorithm to minimise the distortion by combining a newly developed projective transform with a properly chosen shearing transform is proposed. The emphasis on low geometric distortion makes this method not only appropriate for 3D reconstruction but also for stereoscopic viewing applications. On the basis of relative modification, this new method contains fewer parameters (6 degrees of freedom) for minimisation, which reduces the processing time, and improves the rectification result. Several different types of image pairs were tested to demonstrate the applicability and reliability of the proposed algorithm visually and quantitatively. Comparisons with other methods are also provided to verify the improvement of this new scheme.     

基于OpenCV的非线性图像畸变校正研究

由于光学镜头加工和装配误差的存在,数字相机拍摄图像常会出现非线性的几何畸变。针对这一常见问题,通过研究镜头畸变的数学模型和摄像机模型以及参数标定方法,在VC＋＋环境下调用OpenCV库函数,实现了图像畸变校正。实验结果表明,该方法能够在保证无颜色失真的条件下获得理想的校正结果,并且实现简便、准确。     

空间高分辨率光学系统几何畸变标定技术

遥感相机光学系统畸变系数作为影响相机在轨成像质量的关键因素,其检测精度一直以来都是遥感相机研制过程中的核心环节。传统的测角法主要依靠高精度二维转台,实现了光学系统视场角与像高之间的精准对应,该方法对测试设备和测试环境要求苛刻。随着相机焦距、口径和体积的增大,对于转台设备的尺寸与测量精度也日渐提升,单纯依靠提升测试设备性能无法满足后续各类高性能遥感相机的研制需求,尤其对于垂直装调类超大口径空间高分辨率光学系统,该方法不可行。在传统精密测角法的基础上,提出一种基于干涉原理的空间高分辨率光学系统几何畸变标定技术,相比于传统的精密测角法,该方法在同等测试精度的基础上,具备更广泛的适用性,其不再受限于测试设备的尺寸与精度限制,可同时满足各种类型遥感相机的畸变测试需求。文中详细介绍了该畸变测试方的基本原理、测试方法与误差链路,并对该畸变测试方法进行了应用验证,将结果与传统畸变测试方法进行对照,表明该方法的测试精度满足遥感相机的研制要求且适用范围更广,对航天长焦距大口径遥感相机研制及畸变测试有参考借鉴意义。     

光栅投影三维测量系统中标定技术的研究

相机和投影仪的标定精度决定光栅投影三维系统的测量精度。提出一种改进的标定方法。该方法在逆向相机模型的基础上对投影仪进行标定,利用相位编码法进行绝对相位展开,避免相机标定误差的引入,在标定过程中减少投影仪投射图案的数量,使标定操作更加简单、快速。在系统的标定过程中,利用投影仪投射的垂直、水平两组光栅图像,建立其与相机图像的对应关系,进而求得标志点圆心在投影仪图像上的像素坐标;然后利用带有径向畸变的相机模型对投影仪进行标定;最后进行系统的立体标定,确定相机和投影仪间的相对位置关系。实验结果表明所提方法切实可行。     

基于PCI总线的1:1方式图像采集卡硬件设计

摄像头与图像采集卡结合的图像采集在各种图像处理系统特别是涉及到动态视频的应用中是获取图像数据的一种主要方式。提出了一种基于PCI总线的1：1方式图像采集卡的设计方案，选择合适的采样时钟频率，使得采集的图像在水平、垂直方向像素点间距之比为1：1，有效地解决了常规图像采集卡采集图像的几何形变问题。1：1方式图像采集卡采集的图像数据，无需经过软件几何校正，可广泛应用于实时图像处理系统，提高了系统性能。     

面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正

为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正。由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正。最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较。实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512pixel×512pixel时,图像校正的均方根误差为1.174 7pixel。该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求。     

60°二维指向镜的面阵相机几何模型标定方法

三轴稳定静止轨道面阵相机需要对一定视场内的目标进行搜索和跟踪,常采用二维指向镜与面阵探测器结合的"凝视"成像的技术方案。但是具有二维指向镜的面阵相机像面存在畸变和像旋等问题,影响目标跟踪定位精度。对60°二维指向镜的面阵相机进行了畸变校正和像旋校正,提出基于内外方位元素结合的几何模型实验室标定方法。通过对指向镜法线、南北轴、东西轴的共计13个误差项进行解算优化,平均误差为0.74像元,满足实际使用需求。     

Camera array image rectification and calibration for stereoscopic and autostereoscopic displays

This paper presents an image rectification method for an arbitrary number of views with aligned camera center. This paper also describes how to extend this method to easily perform a robust camera calibration. These two techniques can be used for stereoscopic rendering to enhance the perception comfort or for depth from stereo. In this paper, we first expose why epipolar geometry is not suited to solve this problem. Second, we propose a nonlinear method that includes all the images in the rectification process. Then, we detail how to extract the rectification parameters to provide a quasi-Euclidean camera calibration. Our method only requires point correspondences between the views and can handle images with different resolutions. The tests show that it is robust to noise and to sparse point correspondences among the views.     

基于相机投影模型的航拍图像几何校正

通过分析相机透视投影中的共线方程,结合相机内定向的原理,推导出了对于同一地物在不同航片上的图像坐标变换关系,应用该数学模型实现了航拍图像的几何校正,并且与二次多项式模型和双线性模型进行了比较,通过对实验结果的比较,显示出该方法在航拍图像几何校正中的优良特性。     

非线性模型下的摄像机标定

摄像机模型的建立对于摄像机标定精度至关重要,针对该问题,对摄像机模型进行研究,对三种畸变模型进行分析,提出了考虑径向畸变和切向畸变的摄像机非线性模型,给出了在此非线性模型下,三维空间物点投影到二维像平面象素坐标的投影过程。同时在基于平面棋盘格的两步标定方法的基础上提出三步标定方法。将非线性模型应用到改进的摄像机标定算法中,实验结果表明:非线性模型下的改进标定算法具有更高的标定精度。