基于双线性插值的鱼眼图像校正方法

鱼眼镜头具有大视场、短焦距等优点,近年来被广泛应用到不同的领域。由于鱼眼镜头成像存在较大的畸变,目前主要用来目标监测,在目标物体的识别方面应用得很少。为此,提出一种基于球面透视投影约束的鱼眼图像校正方法,并用双线性插值法对校正后的图像进行填充,为鱼眼镜头在目标物体识别跟踪方面的应用做了准备工作。实验结果表明采用上述方法能够很好地对鱼眼图像畸变进行校正,且校正后的鱼眼图像符合人的直观感觉,真实感较强,图像边缘清晰。     

融合响应模板和特征组合的鱼眼视频目标跟踪方法

鱼眼摄像机的广泛应用使得鱼眼视频目标跟踪受到了越来越多的关注,然而其特殊的成像原理造成的严重畸变给目标跟踪带来了不利的影响.为了降低鱼眼镜头视频图像的畸变对跟踪结果的影响,提出一种基于响应模板和特征组合的鱼眼视频目标跟踪方法.首先基于多个样本对应的响应值合成响应模板,构建基于响应模板的分类器;然后提取目标的HoG特征和Color Name特征分别训练分类器,综合考虑2个分类器的响应来确定目标位置;最后在分类器训练前用成像模型对变形的目标进行矫正.在鱼眼视频数据集上的实验结果表明,该方法能够在实时性的基础上很好地降低图像畸变以及目标变形的影响,获得良好的跟踪表现.     

改进鱼眼变换技术的图像适应

目的 为解决目前基于鱼眼变换技术的图像适应方法难以解决的焦点检测和多焦点冲突两大问题,提出一种基于改进鱼眼变换技术的图像适应方法。方法 提出的方法根据源图像的能量计算出图像中所有最优高能量线并组成高能量线集合,作为源图像的高能量部分,即图像的焦点区域;以能量线而不是传统的图像区域为单位进行鱼眼变换以得到目标图像。结果 改变鱼眼变换技术的变换模式并应用于图像适应中,实验结果表明,本文方法解决了基于鱼眼变换技术的图像适应方法存在的问题,通过本文算法所得到的目标图像具有较好的视觉效果,用户满意度接近4分。算法运行速度较快,将源图像(512×384)长度缩小一半的情况下仅需6 s的运算时间。结论 本文方法一方面保留了鱼眼变换图像适应方法的优势,在突出显示图像重要部分的同时,不会忽略图像的次要部分;另一方面解决了鱼眼变换图像适应方法存在的焦点检测和多焦点冲突问题。实现效果和用户主观评价结果表明,该方法是一种有效可行的图像适应方法。     

激光视觉传感器对不连续焊缝的识别

船舶制造中,为了对小格子船舱中排水孔形成的不连续焊缝进行跟踪,在机器人上安装视觉传感器提取排水孔的起点、终点特征信号。介绍了图像的采集方法和图像处理过程。对含有焊缝信息的图片先进行去噪预处理,再进行阈值分割,求取连通区与面积;细化图像,提取出激光线条的骨架;然后再进行霍夫变换,提取特征直线;最后求得两直线的交点,即焊缝的特征点,从而识别排水孔和焊缝。在模拟船舱结构的工件上进行不连续焊缝跟踪实验,实现了不连续焊缝的识别。     

基于混合特征和多HMM融合的图像序列表情识别

当前多数图像序列的人脸表情识别方法仅提取图像的某一类特征,导致特征参数不能全面地反映脸部情感信息.提出一种基于混合特征和多HMM融合的图像序列表情识别方法.采用Gabor小波变换、二维离散余弦变换分别提取眼睛及眉毛区域、鼻子区域的纹理变化特征,对嘴巴区域则采用主动表观模型提取形状变化特征.对待测图像序列中的每个表情特征区域采用离散隐马尔可夫模型得出6种表情概率;然后根据在训练阶段得到的每个表情特征区域对每种表情的贡献权值进行加权融合,并选择融合后的表情概率最大者作为识别结果.实验结果表明,该方法综合了表情的纹理与形状变化,能够得到很好的识别效果,且处理速度快,适合于实时图像序列的表情识别.     

基于MSCR和ASIFT的鱼眼图像立体匹配研究

鱼眼镜头在具有大视场优点的同时,存在成像失真大的缺陷,特别在边缘区域更为严重,因而在光轴正交或大视场条件下的立体视觉系统中,难以实现对图像的特征匹配。常规立体视觉匹配方法多基于小孔成像模型进行构建,直接用于鱼眼镜头图像的匹配存在较大误差,会影响图像间匹配的准确度。针对此问题,建立了一种具有仿射不变性的联合匹配算法。先提取鱼眼镜头图像的彩色图像最大稳定值区域(MSCR)特征区域,接着采用仿射尺度不变特征变换(ASIFT)算子对该区域进行逐一描述,从而获取鱼眼图像间的最佳匹配。通过试验验证,该方法具有稳定一致性,能够完成未经失真校正鱼眼镜头图像的立体匹配。     

强光照条件下车道标识线识别与跟踪方法

为了实现强光照条件下车道标识线的准确识别和跟踪,采用基于直方图锥形拉伸算法对原始图像进行处理,以提高图像整体对比度,利用SUSAN算法提取出处理后图像中的边缘,对边缘图像利用定向边界跟踪算法进行滤波,利用Hough变换提取出车道标识线参数完成对道路图像中的车道标识线的识别,最后采用建立梯形感兴趣区域来实现对车道标识线的实时跟踪.试验结果表明该方法具有较强的鲁棒性和较好的实时性.     

一种基于二维图像的安全着陆区选择方法

主要研究降落图像的天体表面障碍物的识别和着陆区域的选取技术。首先应用数学形态学中的顶、底帽变换以及腐蚀、膨胀等算法对探测目标表面的特征信息进行识别,通过图像滤噪、特征提取,得出障碍信息;然后对提取出的障碍信息进行sobel边缘检测;最后提出一种改进的霍夫变换圆形检测算法求出最大的安全着陆区域。对实拍序列降落图像进行系统仿真以及对比实验。结果表明,此种方法可以准确、快速地为探测器提供安全着陆信息,并能够有效地为探测器提供出备选的安全着陆区域以及最佳着陆点。     

人员图像跟踪过程中多人交叉区域防丢失方法

研究运动目标的图像准确跟踪问题.在随机图像跟踪过程中,画面中出现的图像人物是不定的,图像中目标与随机目标经常同时交叉出现,多目标区域的相似性会造成跟踪帧画面出现多目标特征区域干扰.传统的图像目标跟踪方法以图像关键兴趣区域里的目标特征为基础,一旦图像中出现多目标区,跟踪模型会陷入重复选择,跟踪丢失.提出采用尺度动态变换的运动目标跟踪方法.根据衰减相关理论,提取运动目标关键帧图像,为运动中的交叉多目标跟踪提供依据.利用尺度动态变换方法,对人物交叉画面中运动目标关键帧多目标区进行背景分离处理,实现运动目标的分离跟踪,防止跟踪丢失.实验结果表明,利用改进算法进行运动目标跟踪,能够有效提高运动目标跟踪的准确性,抗击由于画面突变对跟踪结果造成的干扰.     

边缘异常识别下视频图像篡改细节检测

视频图像不同栅格位置或不同压缩区域被合成为篡改图像时会出现特征块效应的差异,改变原视频的关键信息。为了准确识别图像中被篡改的像素点,提出基于边缘异常识别的视频图像篡改检测方法。通过离散余弦变换,将能量全部集中到图像的低频系数内,描述出视频的边缘等细节。利用能量比与频域熵间关系得出图像中能量的可疑度,结合预测掩膜概率图划分出发生篡改的位置区域。利用Sobel边缘检测边缘点,量化边缘点特征判断出边缘是否异常,当出现异常对其跟踪直至目标消失,检测出视频图像中的篡改位置区域。实验结果表明,所提方法能够精准检测出视频图像被篡改位置,且耗时低于1ms,应用优势显著。     

基于图像处理的太阳光矢量倾角测量方法

为了提高在轨太阳光谱辐射的绝对定标精度,提出了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量方法。以图像处理技术为基础,构造了太阳光矢量和太阳光谱仪主光轴夹角的测量系统。入射的太阳光经在成像器件上成像,然后经过图像处理,获取了太阳光像点中心的位置,进而计算了太阳光矢量和与太阳光谱仪主光轴的倾角。实验表明测量方法是有效的,测量系统工作可靠稳定,测量精度约为0.05°。     

光学观测中太阳夹角的分析与计算

对影响光学观测效果的太阳夹角计算方法进行了研究。首先给出了太阳夹角的定义及计算公式。然后重点研究了太阳视位置的计算方法,比较了几种赤纬角计算方法,给出了一种改进的时角计算方法,实现了高精度的太阳视位置计算,并对其计算精度进行了分析。最后提出了在实际光学观测应用中的太阳夹角计算算法。实验表明,太阳视位置计算精度比传统数值近似方法高一个数量级,能够满足光学观测中太阳光照分析的需要。     

太阳能自动跟踪系统研究

太阳能发电具有干净、不会威胁人类和破坏环境的优点,提高太阳能板发电效率成为当今研究的热点;以单片机为控制核心,读取GPS的经纬度和当地时间等信息,根据视日运动轨迹模型精确解算太阳方位角和高度角,发送相应脉冲驱动步进电机,经过减速器减速实现对太阳能板的姿态调整,从而实现对太阳光的精确跟踪;安装于太阳能板上的姿态传感器可以将姿态信息反馈给控制器从而实现闭环控制,进一步提高了系统的精度,安装的风速传感器使太阳能跟踪器具有抗风性能;实验表明,太阳跟踪器可有效跟踪太阳角,跟踪精度可达到2°左右,大大提高了太阳能板的发电效率,具有很好的应用前景。     

基于GPS定位的太阳能板自动追光系统设计

为了使太阳能电池板更好地吸收太阳光,提出了一种基于GPS定位的太阳能电池板自动追光系统设计。通过使用GPS定位功能为跟踪装置所在位置提供精确的经纬度和时间,通过视日运动轨迹法计算当前时间太阳的高度角和方位角,以及利用高度/方位传感器获得当前太阳能电池板转动的仰角和旋转角度,根据间歇跟踪法计算出当前跟踪偏差值,并通过主控制器输出相应的电脉冲信号。以控制步进电机的跟踪装置驱动太阳能电池板。综上所述,通过实现主要参数包括地理位置与授时,跟踪偏差以及太阳的位置,从而能够准确提高太阳光的高精度自动跟踪,以及也增加了太阳能电池板自动追光系统的稳定性,且实用性更强。     

基于邻域传递的鱼眼图像的准稠密匹配

针对鱼眼图像高畸变的特点, 提出了一种适合于鱼眼图像的准稠密匹配扩散算法. 该算法采用局部仿射模型来建立图像对应区域之间的变换关系, 并利用这个仿射变换来规范化对应区域, 最后在规范化的区域上进行匹配扩散. 在局部仿射变换的计算中, 采用邻域传递的思路, 边扩散边邻域更新, 使扩散始终在较准确的对应区域内进行. 实验表明, 在大畸变的鱼眼图像下, 本文提出的准稠密扩散算法能够取得比较令人满意的匹配扩散结果.     

基于参考点配准法的全景泊车系统研究

为了提高驾驶行车的安全性,研究并改进了一种全景泊车系统,由鱼眼摄像头,图像处理单元和显示器三大部分组成.鱼眼摄像头采集汽车四周的超广角图像;在OpenCV环境下通过鱼眼摄像头标定,桶型矫正和图像的透视变换技术形成汽车前后左右的4幅平面俯视图;提出了一种参考点配准的方法,可以根据平面俯视图得到汽车的360°全景图像,并在显示器上显示.与特征点匹配法相比,参考点配准方法受环境的影响很小且对硬件性能要求较低,因此,更适用于嵌入式系统实现.     

遮光法槽式聚光系统追光传感模块设计

使用几何光学分析法对槽式聚光系统的太阳入射光与聚光器法线夹角最大允许值进了讨论,并给出了最大值的计算公式。讨论了遮光法追光传感模块的工作原理,推导出了遮光板高度的计算公式。通过电路设计把光敏电阻阻值转换成电压信号,经过AD转换后,使用单片机进行数据处理。讨论了的东西光敏电阻转换后的ADC值与判决阈值ADC_th对比产生的4种不同结果与太阳位置的判断方法,并编写单片机程序实现了该算法。经测试表明,制作的追光模块能够控制槽式聚光系统正确追光。     

南京地区固定式安装太阳能电池板最佳倾角设计

对于固定安装的光伏电池板,其倾角的选择直接影响到所接收到的太阳辐射量,从而决定着太阳能利用系统的性能。本文在获得南京地区辐射资料的基础上,采用太阳辐射量气象学模型,针对任意方位角固定式安装的光伏电池板给出了最佳倾角的计算结果。该结果可为南京地区太阳能系统的设计与安装提供理论依据,并为相近地区太阳辐射量计算提供参考。     

A comparative assessment on the use of SAR and high-resolution optical images in ocean dynamics studies

A comparison of Synthetic Aperture Radar (SAR) images acquired by the ERS-2 and RADARSAT-1 satellites with Landsat Thematic Mapper (TM) images acquired close in time is presented. Similarities and differences on the kind of ocean information they provide are discussed. The images were acquired over the Brazil–Malvinas (Falkland) Confluence under different solar elevation and azimuth angles. Ocean features observed by both types of sensors are discussed. These observations show that (1) at high solar angles, sun glint prevails over upwelled water-leaving radiance resulting in optical images that tend to provide dynamical information similar to that obtained from SAR imagery and (2) at low solar zenith and azimuth angles, upwelled radiation tends to prevail over sun glint, providing typical ocean colour and water quality information that can still complement and aid in the interpretation of SAR observations.     

基于PSD的太阳方位对准系统研究

针对现有太阳方位跟踪系统中对准精度较低、易受环境制约等问题,设计了一种太阳方位对准系统。该系统一方面接收GPS输出数据信息,利用视日运动轨迹跟踪方法计算初始方位;另一方面利用斜入射平凸透镜的太阳光线在二维四边形PSD器件上形成光斑,计算光斑中心与PSD器件几何中心之间偏差,结合二者信息对太阳方位进行准确定位,对安装倾斜误差进行补偿。实验结果表明,该太阳方位对准系统能够实现全天候、大范围内准确定位,设计方法合理、可行。