基于交比不变性的空间平面参数算法

为解决利用图像坐标计算交比可能出现计算故障或者引起计算精度下降的问题,从实际计算出发,采用N矢量表示视平面上的点和直线,建立交比的N矢量计算公式.列举一个应用实例,利用交比的不变性确定空间平面参数.该算法利用空间平面上不同的4个点的N矢量计算空间平面的3D方向和视点到平面的距离.实例表明该算法比传统算法实用、可靠.     

汇集点的计算方法研究

利用图像坐标计算交比,就可能出现计算故障或者引起计算精度的下降,采用N矢量表示视平面上的点和直线,建立交比的N矢量计算公式;在此基础上,研究了纯平移运动汇集点的N矢量计算方法,该公式只需要知道纯平移运动一个空间点在3个时刻t1、t2、t3的投影点或者该点的N矢量m、N速度 ()tm 以及加速度 ()tm ,都可求出动点的汇集点。最后,通过举例分析和实验验证,证明该算法实用、可靠。     

基于单目视觉的前方车辆测距

提出了一种适用于车载摄像机的前方车辆测距方法。建立感兴趣区域,利用帧间差分法初步提取图像,经过后续处理得到目标后,利用粒子滤波进行目标跟踪;通过交比不变性以及消失点的定义进行单目视觉测距并进行相关试验验证。     

基于交比不变性的摄像机标定方法

针对传统棋盘格模板制作过程复杂、精度要求高的问题,提出了一种动态的基于交比不变性的摄像机标定方法。对两幅同源图像中的直线信息进行提取,运用顶点交比序列的唯一性来完成两图像中直线的匹配,从而准确实现了点与点的动态标定。实验结果表明,该方法鲁棒性较好,在自然环境下,对于标定固定位置的摄像机也能运用,表现出了良好的效果,具有广泛的应用性。     

基于视觉检测站线结构光传感器的标定方法

将一种基于交比不变性的标定方法应用于工业现场,实现对白车身柔性激光视觉检测站中线结构光视觉传感器的现场标定.利用平面靶标在传感器测量空间内自由移动,结合其数学模型,实现传感器中摄像机的标定;利用透视投影交比不变性获取标定特征点实现对传感器的现场标定.实验结果表明:该方法标定精度高,传感器测量标定精度完全满足白车身测量精度要求.     

基于虚拟直线的单目视觉坐标测量模型研究

在摄像机位置随意固定和测量点共面的约束条件下,基于单目视觉提出了一种基于虚拟直线的单帧图像物点坐标测量的新算法。用几何方法代替常规代数方法,回避了传统的通过求解旋转矩阵和平移向量来获取摄像机位置和姿态参数的过程。利用直线平行、垂直的先验知识,通过空间共线四点经过射影变换的交比不变性得到目标点的位置坐标信息。实验证明：该方法简单、可行,摄像机位置随意摆放,具有很强的可操作性、实用性,且精度较高。     

一种新的基于结构光的三维视觉系统标定方法

在视觉系统的标定中，确定三维空间点与图象上对应点所组成的样本点对的坐标是问题的关键，为提高样本点的定位精度，通常采用棋盘格形状的图案，取其中的交点作为样本点．但在应用平面结构光的三维视觉系统中，样本点又必须在结构光平面中，无法应用上述方法，使得样本点的定位很困难，为了解决这一问题，我们提出了一种新的标定方法，该方法利用交比不变性原理，借助一块特殊设计的标定块，可以方便准确地确定样本点的位置．在此基础上完成了三维视觉系统的标定，文章给出了实验结果和标定精度，以及进一步提高精度的措施．     

利用交比不变性的摄像机内参数标定方法

提出一种完全线性的针孔摄像机标定方法。在已知一个消隐点的情况下,利用交比不变性及消隐点的知识对摄像机进行标定。该方法简单易用,不涉及图像的匹配问题,也无须知道任何物理度量,整个定标过程可以自动进行。实验表明,该方法精确度较高,鲁棒性较强,有一定的实用性。     

摄像机线性三步定标方法研究

计算机视觉中，在对景物进行定量分析或对物体进行精确定位时，都需要进行摄像机标定，即准确确定摄像机的内部参数和外部参数。由于真实的摄像机光学模型存在很多类型的畸变，因而导致透视投影关系是非线性的。为了解决标定过程的非线性最优化问题，针对常用的带有一阶径向畸变的摄像机模型，提出了一种新的线性三步摄像机定标方法，即首先通过径向排列约束计算摄像机参数的旋转矩阵、x轴平移向量和y轴平移向量；然后根据透视投影的交比不变性解算一阶径向畸变参数；最后利用求得的摄像机参数建立有效焦距和z轴平移向量的线性方程，采用最小二乘法来得到线性解。实验表明，该方法简单快捷，不仅具有较高的标定精度，而且解决了原有算法采用非线性搜索寻优可能存在的解不稳定的问题。     

射影不变性在旋转对称形状描述中的一种应用

旋转对称性是计算机视觉形状分析中的一类重要结构属性。自动检测该类目标的旋转特性以及提取目标的旋转中心（轴）,是描述和分析旋转对称目标的关键步骤。旋转对称的形状经过透视成像后,其成像特点不再具有对称性甚至扭对称性,但对称的结构单元之间仍然存在内在的对应不变特性。该文以简单连通的平面多边形目标为研究模型,利用射影几何中的交比不变量定义了目标轮廓上关键点的结构参数和结构参数的相似性度量,用于自动检验目标上的旋转对称点对;并利用正多边形顶点与形心的关系约束形成射影不变性,用来自动检测目标的旋转中心。实验结果验证了方法的有效性。     

消失点计算方法研究

利用消失点(线)进行场景理解与三维重建是计算机视觉研究中的一个重要问题。以往 主要是利用图像点的齐次坐标来计算,由于同一图像点的齐次坐标之间相差一个比例因子,当图像 坐标过大(或过小)时,会引起计算精度的下降。为此,从实际计算角度出发,利用图像点的坐标矢 量和调和共轭特性,研究了消失点的计算方法。经过举例分析和算法验证,证明该方法实用、可靠。     

Implicit and explicit camera calibration: theory and experiments

By implicit camera calibration, we mean the process of calibrating a camera without explicitly computing its physical parameters. Implicit calibration can be used for both three-dimensional (3-D) measurement and generation of image coordinates. In this paper, we present a new implicit model based on the generalized projective mappings between the image plane and two calibration planes. The back-projection and projection processes are modelled separately to ease the computation of distorted image coordinates from known world points. A set of constraints of perspectivity is derived to relate the transformation parameters of the two calibration planes. Under the assumption of the radial distortion model, we present a computationally efficient method for explicitly correcting the distortion of image coordinates in frame buffer without involving the computation of camera position and orientation. By combining with any linear calibration techniques, this method makes explicit the camera physical parameters. Extensive experimental comparison of our methods with the classic photogrammetric method and Tsai's (1986) method in the aspects of 3-D measurement (both absolute and relative errors), the prediction of image coordinates, and the effect of the number of calibration points, is made using real images from 15 different depth values     

十字阵的单基地MIMO雷达中一种低复杂度的二维DOA估计算法

提出了在单基地多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)雷达中的基于十字阵的一种低复杂度的二维波达方向(Direction of arrival,DOA)估计算法。该算法利用传播算子法(Propagator method,PM)避免了协方差矩阵的构造及其特征值分解,也无需谱峰搜索,从而大大降低了运算的复杂度;同时该算法可实现方位角和仰角的自动配对。本文算法的性能在高信噪比下逼近借助旋转不变技术估计信号参数(Estimation ofsignal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)算法。文中还推导了目标方位角和仰角的均方误差。仿真结果证明了该算法的有效性。     

计算科学的新领域：DNA计算（Ⅲ）

DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法.从理论上研究DNA计算方法，有利于推动理论计算科学的发展.本系列文章应用形式语言及自动机理论技术，系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力.本文主要介绍DNA剪接计算模型的文法结构和剪接计算方法，探讨了不同DNA剪接计算模型的计算能力，证明了所有图灵机可计算的函数理论上都可以通过DNA剪接计算模型来计算.     

基于极坐标和小波的印章配准方法

根据印章印文图像的特点,提出了基于极坐标和小波的印章配准方法,该方法基本思想是:将印章印文图像从背景中提出,然后通过外接矩形中心的偏差求得位移,外接矩形之间宽度之比和高度之比来求得缩放系数,最后在极坐标系内采用多尺度小波分解的方法求得旋转角度。试验证明本算法用于印章配准精度很高。     

计算科学的新领域：DNA计算（Ⅱ）

DNA计算是应用分子生物技术进行计算的新方法。从理论上研究DNA计算方法，有利于推动理论计算科学的发展。本系列文章应用形式语言及自动机理论技术，系统地探讨了DNA分子的可计算性及其计算能力。本文主要介绍DNA分子粘接计算模型的文法结构和计算方法，探讨了不同粘接计算模型的计算能力，并证明了DNA有穷自动机与正规文法的等价性。     

层次式图切分快速分割算法

图切分（Graph Cuts,GC）是近年来兴起的基于图论框架的图像分割方法, 该理论的新颖之处在于它的全局最优性和结合多种知识的统一性。 但当图像较大时运算非 常耗时。该文提出了一种基于GC 的层次式图像分割方法。先在低分辨率中用GC 以较低的 分割代价获取粗尺度的初始分割,再将结果轮廓映射回高分辨率图像中并构造出窄带,进而 采用matting 思想,在窄带内获取精确分割。实验结果表明,本文方法在确保分割结果准确 性的同时,运算速度大幅度提高。