利用CCD实现望远系统视差自动测试的研究

视差现象的存在影响了望远系统测量瞄准的精度.针对平行光管法和视度筒法检测视差的局限性,提出了一种基于CCD图像传感器和数字图像处理技术的望远系统视差自动测试方法,论述并推导了视差的测试原理及公式,利用设计的测试系统实现了望远系统视差的数字化测试.给出的测试结果表明,与传统测试方法相比,该测试系统具有快速准确、定量直观的特点.最后分析了影响测试精度的因素.     

基于数字测量技术的桥梁监测及预警系统

为了弥补传统测量手段在监测桥梁整体变形和长期实时监测的不足,克服基于单目视觉的数字摄影技术无法监测桥梁三维变形的缺陷,提出图像匹配-时间基线视差法。在适当位置布设观测站,架设数码相机,在距离数码相机不远处布设参考点组成参考平面,使得参考平面与摄影方向垂直,在桥梁上布设观测点。根据图像匹配-时间基线视差法求得变形点在物平面上的二维变形值,再利用三维变形监测原理将物平面上的水平变形分解到沿桥梁方向和垂直于桥梁方向,从而求得桥梁的三维变形。结果表明:桥梁变形点的监测精度在物平面上的X方向上为0.72 mm,在Z方向上为1.16 mm,能够满足变形监测的精度要求。凤凰山路桥在X, Y, Z以及综合方向上都表现出较好的弹性,且最大的正负挠度的绝对值之和为7.57 mm≈(1/8)×(L/1000)(桥梁挠度的容许变形),桥梁的健康状态良好。桥梁监测及预警系统能够实现数据获取、传输、存储、处理,以及结果展示一体化,且变形曲线图能够直观展示桥梁结构的变形走向,有效的预警潜在的危险。     

空情导引中视差修正技术

为了提高武器系统的快速反应能力,扩展其战场感知空间以增长预警时间,对我军防空兵空情导引中的视差修正方法进行研究。根据视差修正的实现过程,分别基于对瞄定位、间接定位、地图定位和卫星定位4种方法对视差进行修正,并从实施的简易程度、适用范围以及测量精度等讨论了各自的优缺点。该研究为我军防空兵武器装备在空情导引中的视差修正提供了理论指导,对提高空情导引的精度有着积极的意义。     

复眼立体的机器人视觉仿真

针对普通双目立体摄像机在机器人立体视觉仿真中的不足,提出一种复眼立体摄像系统。通过对其原理分析,找出被摄目标的深度、方位与摄像机之间的几何关系,推出计算公式,给出其在机器人视觉仿真中的应用方案。该系统提高了机器人视觉仿真精度,应用方案简单可行。     

机器视觉中图像匹配问题研究

随着计算机视觉技术的发展,机器视觉尤其是双目视觉被广泛应用于物体识别、虚拟现实、工业检测、机器人导航和航空航天等领域。图像匹配是机器视觉中的关键技术之一,能否有效地解决该问题严重影响着机器视觉的发展。对现有的匹配算法进行了研究的基础上,针对算法的实时性和精确度提出了改进算法。实验结果表明：误匹配像素百分比与目前常用的基于区域的匹配算法相当,而计算速度却提高了一个数量级,并且边缘特征较好,是一种有效可行的高实时性匹配算法。     

基于改进 Census 变换的图像立体匹配算法研究

针对传统的 Census 区域匹配算法过分依赖窗口中心像素信息,导致算法受到噪声干扰时匹配精度降低的问题,提出一种基于改进 Census 变换的匹配算法.采用局部像素反差值为中心像素选择的评判标准,对传统的 Census 变换进行改进,增强了窗口像素信息的利用,提高了算法对像素值突变的适应性,使算法有更好的鲁棒性;代价聚合阶段采用引导图滤波算法并结合多尺度聚合模型,增强平坦区域像素间的区分度;采用 win-take-all 算法选取最优视差值,完成视差计算;采用区域投票策略和中值滤波算法完成视差精化.利用该改进算法对 Middlebury 平台提供的标准图像进行实验,实验结果表明该算法较传统Census 算法有较好的抗噪能力和立体匹配精度.     

基于局部纹理特性和图像分割的分步立体匹配

为解决立体匹配难以兼顾精度和速度的问题,提出一种分步立体匹配方法。根据局部纹理特性对图像对进行灰度变换;然后利用均值漂移算法分割参考图像,以任意大小和形状的分割区域为支持窗口进行初次匹配,形成基于色彩分割的视差约束;再以固定窗口为支持窗口进行二次匹配,获得初始视差图;最后通过可信度分类优化初始视差。实验结果表明所提出的算法兼有较高的匹配速度和精度。     

数码迷彩立体动态成像算法研究

现有数码迷彩图案的平面性和固定不变性使之难以对抗未来高技术的侦察监测,针对这个问题,提出了一种基于柱透镜光栅的数码迷彩立体动态成像算法。该算法充分考虑人双目立体成像的生理特征和柱透镜光栅分光分像的光学特性,阐述数码迷彩立体动态化的可行性。在此基础上,推导出迷彩立体动态成像的视差设计原理并根据背景深度信息将数码迷彩图像分为多幅迷彩深度序列图。利用梳状函数对迷彩深度序列图进行采样合成,最终生成一幅光栅图像,用来裱贴于光栅板后即可实现立体动态数码迷彩。对该算法有效性进行了仿真实验并加以分析。     

基于色彩相似度的自适应立体匹配

提出了一种结合权值矩阵和相似性系数矩阵构造的区域匹配方法。该方法首先运用色彩相似性和距离临近性对窗内的每一点相对于待匹配点的自适应权值进行分配,得到一个权值矩阵,为了提高在视差不连续区域的匹配精度,使用了边界点矩阵来降低相对应点的权值。然后在RGB色彩空间中根据待匹配点和对应点的匹配窗内的每一点的颜色绝对差值和来自适应分配相似性系数矩阵。最后利用上述方法对Middlebury网站上提供的四幅立体图像对Tsukuba、Venus、Teddy和Cones进行了实验,总体正确率分别达到了91.82%、96.19%、76.6%和86.9%。     

Autostereoscopic video display with motion parallax

Abstract— A multi-viewer autostereoscopic display that provides motion parallax without encumbering the observer with special equipment is described. The display is built around a single liquid-crystal panel, from which multiple images are projected to a screen where they form the 3-D image. The display can be produced economically because it uses a single display panel and conventional optics. The primary advantage of this technique is its simplicity. Computer-generated images are supplied to the liquid-crystal panel with a single video board. 3-D television can be broadcast by a single unmodified television station (NTSC, PAL, SECAM, HDTV, etc.), and recorded and replayed in 3-D with a VCR. Applications include 3-D video arcade games, avionics, engineering workstations, scientific visualization, video phones, and 3-D television.