一种基于特征点的稳健无缝图像拼接算法

针对传统的基于区域图像拼接方法中,计算量大、鲁棒性差以及不能很好地解决拼接后的接缝等问题,提出了一种稳健的基于特征点的无缝图像拼接算法.在SIFt(scale invariant feature transform)提取图像特征点并匹配的基础上,通过优化的随机采样一致性(random sample consensus)算法过滤匹配点,去除误匹配点,并用过滤后的匹配点求解两对应图像间单应性矩阵初值;然后利用L-M算法优化单应性矩阵对图像序列进行拼接;最后通过改进线性加权函数法进行图像融合,很好地解决了接缝问题,实现了图像拼接处的平滑过渡.实验表明,该方法对存在旋转、尺度缩放、视角以及光照变化的图像都具有良好的拼接效果,拼接精度可以达到亚像素级.     

交互式电子白板的坐标转换算法

针对常用坐标转换定位算法精确度和效率较低的问题,提出一种基于透视变换原理的定位算法。根据4个初始定位点的坐标信息,确定反映点与点之间空间映射关系的单应性矩阵。定位完成后,利用该矩阵进行简单运算即可完成坐标转换。实验结果证明该方法稳定性较高。     

图像校正技术的研究及应用

基于单应性矩阵方法研究了图像校正技术,该方法的关键问题在于边缘检测及寻找边缘的交点。针对车牌图像的校正,提出了一种自动化的边缘提取方法。该方法通过对霍夫变换得到的直线进行合并、分类、排序等方法来自动获取图像边缘并计算相应的交点。对校正后的图像因为长宽比例不同而产生的问题,作了分析和相应处理。该方法保留了单应性矩阵恢复算法的方便性,同时速度更快,取得的效果也比较好。     

利用双目立体视觉校准铣刀位置的方法研究

结合工业现场的需要,提出了一种基于双目立体视觉的快速测量铣刀盘刀具位置的方法。系统可在现场进行标定,并详细地讲述了该系统的标定原理和标定方法;标定系统时,仅需要一块二维标定板,不需要特殊的附加光源,结构简单,速度快,标定精度高;该测量方法克服了传统方法的需要接触测量、速度慢等缺点,能够实时进行自动快速测量,为工业在线生产提出了广泛地应用前景;此方法也可以应用于对工件尺寸的在线检测、孔洞位置的在线检测等。     

基于时空信息的运动目标识别算法

现实场景中人们感兴趣的目标或事件往往与场景中正在移动的物体有关,使得运动目标检测往往成为许多应用中进行信息提取的关键步骤和富有挑战的问题。首先利用单应性变换作为背景运动模型,利用上一帧得到的前景掩码图限制背景运动的估算区域,提取更纯净的背景运动;其次使用具有可变学习速率的双模单高斯模型,获得不被污染的背景模型,融合运动目标的时空信息,生成前景概率图并预测下一帧的检测区域;后依据前景概率图构造自适应的前景自适应判决阈值,进行运动目标检测,并利用核密度估计进一步优化检测结果。实验结果表明,算法可以适用光照变化、复杂运动等场景,具有较低的计算复杂度,查准率、召回率和F值等指标平均提升0.52%、33.37%、20.14%。     

基于直线空间旋转的十字结构光标定

针对复杂曲面特征测量时十字结构光的快速、高精度标定,提出一种基于直线空间旋转的十字结构光标定方法。利用OTSU算法选取最佳阈值来提取光条的所在区域,通过基于Hessian矩阵的Steger算法和最小二乘法提取并拟合光条中心;通过图像中与靶标平面内特征点对的构建,借助RANSAC算法求解单应性矩阵,对光条直线进行单应性矩阵变换来获取靶标平面内的光条直线方程;由相机坐标系与世界坐标系的转换关系,将直线方程转换到相机坐标系下;由空间直线绕任意轴的旋转变换关系,将光条直线绕投射中心线进行旋转,并将旋转前后的两条直线进行平面拟合,求解光平面方程参数。结果表明,该方法对靶标圆心间距测量的平均绝对误差为0.023 mm,均方根误差为0.026 mm。本文方法可以实现较高的测量精度,且能避免靶标平面的多次移动。     

基于立体定向靶标的探针式多视场三维视觉测量系统

针对含有遮挡区域、深孔及凹槽等特征的多面体或回转体物体,设计了一套基于立体定向靶标的探针式多视场三维视觉测量系统,并阐述该套测量系统的结构组成和基本工作原理。首先,基于近景摄影测量技术建立立体定向靶标的6个单元模型,计算靶标各侧面角点在各自单元模型内的坐标,再通过单元模型的链接和光束平差,获取全部角点的精确全局坐标,并将其作为立体定向靶标的全局控制点。然后,设计了利用共面角点辅助定位的探针,仍基于近景摄影测量技术解算出角点和测头在探针坐标系中的精确坐标。最后,利用共面的棋盘格角点与其像平面之间的单应性矩阵,推导全局坐标系、探针坐标系各自与相机坐标系的位姿关系,进而求得探针测头的全局坐标。以量块（量棒）的标准长度作为评价指标,在2m×1.5m的视场范围内测量精度优于0.1mm。测量实验表明,多视场三维视觉测量系统用于具有回转体结构特征的水壶测量,能够获取水壶表面全部区域的点云数据。     

一种非标定摄像机的定位新算法

针对摄像机固定和共面约束条件下进行目标定位,提出了一种简单可行的全新算法。该算法避开了烦琐的摄像机标定这一过程,也不用精确地求解单应性矩阵。只是运用射影几何的性质,通过简单的几何关系,对非标定单摄像机拍摄的单幅图像,求解其从2D图像平面到真实的3D平面的非线性单映射关系。该算法为解决计算机视觉的测量、定位、三维重建等问题,提供一种全新的思路。     

基于单应性矩阵和内容保护变形的图像拼接

针对图像拼接技术进行全景图像融合时出现瑕疵、畸变且不能保护图像内容的现象,提出了一种基于单应性矩阵和内容保护变形的图像拼接算法。该算法首先选用单应性矩阵模型,给定种子特征点,递增地对其相邻特征点进行分组;然后使用较合适的阈值进行分组得到尽可能多的特征点;最后对于由单应性矩阵产生图像的内容发生变化的现象,通过内容保护变形算法来解决,使拼接后的图像不会出现物体畸变、瑕疵的现象。实验表明,本文算法解决了在光照条件下出现模糊、图像内容发生变化的现象,有效地提高图像配准的效率,能够达到无缝拼接、无视差的全景效果图。