基于位置分辨率的折反射全向图像邻域定义

 由于折反射投影,两个具有相同欧氏距离的世界点,当它们成像在折反射全向图像边缘或图像中心时,它们之间的像素距离却并不相同.因此,传统的邻域选取方法并不适合折反射全向图像处理.本文根据全向图像不同位置分辨率的比例关系,提出了一套新的邻域定义方法并推导了一种新的折反射全向图像分辨率计算公式.通过在马尔可夫随机场全向图像运动目标检测应用中与传统邻域进行对比实验,显示改进后的邻域比传统邻域在整个图像中有更一致的检测效果.     

基于全变分的全向图像稀疏重构算法

折反射全向成像由于曲面镜的反射作用,导致全向图像存在严重变形,传统的梯度计算方法在全向图像中不能很好地符合折反射成像的特点.为了从压缩采样数据快速有效地重构全向图像,提出了一种结合全向图像特征的全变分模型——全向全变分,并在基于TV范数进行全向图像重构时,采用全向全变分作为目标函数,进行模型的求解.实验结果验证了本文算法的有效性和可行性,其重构结果的主客观效果明显优于传统TV模型.     

基于非均匀测量矩阵的超分辨率全向图像重建

为解决折反射全向成像空间分辨率低和分布不均匀 的问题,将压缩感知(CS)理论引入折反射全向成像系统。基于单 位球面模型分析了折反射全向成像系统的空间分辨率分布规律,根据重构信号的均方误差(MSE)与稀疏度、测量次数的关系,设计了 基于全向图像分辨率的非均匀测量矩阵;通过设计的测量矩阵,将较多的传感资源分配给全 向图像内环,而将较少的传感资源 分配给外环,从而对经过镜面反射的场景进行采集,得到观测场景的非均匀压缩采样;最后 通过线性Bregman迭代算法重构出 分辨率均匀的高分辨率图像。实验结果表明,本文方法得到的图像空间分辨率更高且分布更 为均匀,有效改善了全向成像的分辨率问题。     

高分辨力全向视觉系统的设计与实现

针对远距离的目标检测与跟踪,采用折反射成像方式,设计了一种高分辨力全向视觉系统.描述了折反射镜面的设计思路,对远距离目标的成像面积进行了分析,给出了需要的成像元件分辨力的计算方法,采用FPGA和DSP双核视频实时处理平台与CMOS图像传感器实现了高分辨力摄像机单元,并对FPGA和DSP之间的高速视频数据传输方式进行了分析.     

抛物面折反射全景成像系统

系统论述了抛物面折反射全景成像系统原理和设计方法，推导了系统的逆投影计算公式，建立了虚拟像平面内透视全景图像与实际像平面内全景图像的坐标映射关系，为全景视频图像的处理提供了必要的模型和计算方法。进而研制出抛物面反射镜，建立了抛物面折反射全景成像系统。     

近程目标太赫兹全息成像算法及仿真

对比传统的基于球面波分解的近程目标太赫兹全息成像算法,以驻定相位法为理论基础对成像算法进行推导,得到了相同的成像补偿公式。采取图像熵的判决准则分析阵元误差对成像结果的影响,为成像系统阵元位置精确度的设计提供理论依据。针对三维目标距离过近出现非补偿距离平面成像结果散焦的现象,对传统成像算法的缺陷进行分析,提出了基于循环补偿与投影合成相结合的近程目标太赫兹三维全息成像方法。220 GHz条件下的Matlab仿真结果验证了所提方法的有效性,实现了三维目标的聚焦成像。     

滑动窗口核岭回归运动目标轨迹预测算法

针对序列图像中非线性运动目标轨迹的预测问题,文中提出了一种滑动窗口核岭回归运动目标轨迹预测算法。文章推导了完整的核岭回归算法,并得出了高斯核函数的条件下滑动窗口核岭回归算法的递推形式。算法的实现基于滑动窗口的方式,在每帧图像中以最近几帧中的目标轨迹位置为输入,使用核岭回归算法对下一帧轨迹位置,进行预测。实验结果表明,该算法能够较好的预测非线性的目标运动轨迹,预测误差较小,且算法结构简单,具有较强的实用性。     

全向红外搜索跟踪系统的设计与实现

针对传统红外探测系统视场小、扫描速率低的缺点,设计了一种快速全向红外搜索跟踪系统,通过反射镜面在俯仰和方位上的高速旋转,实现了整个球面空域在红外探测器上的快速成像。利用高性能ADSP-TS201处理器,完成了高速扫描图像的实时处理系统设计,并重点分析了系统设计中的关键技术问题及解决途径,以及实现核心处理模块的方法。实验结果表明,该系统可以完成快速搜索、全向扫描以及对图像的实时处理。     

镜像不变的折反射全向图像与透视图像匹配

该文针对折反射全向摄像机的不同配置可能使全向图像和透视图像存在的镜像关系,而尺度不变特征变换算法并不对镜像保持不变性,提出将透视图像进行一次水平翻转,然后将原图与翻转后的图像分别与全向图像进行匹配,取效果好的匹配作为最终结果,从而实现镜像不变。针对全向图像的环形畸变,提出先将透视图像变换为扇形图像后再进行匹配。实验结果显示,将透视图像变换为扇形图像后再与全向图像进行匹配,匹配点总数增加,而错误匹配点数减少,匹配结果明显好于变换前的匹配结果。     

全景立体成像技术浅述

大视场场景的立体感知和重现的需求,推动了全景立体成像技术的产生。而折反射全景立体成像具有360°大视场、实时成像、结构和几何计算简单、成本低等特点,近年来发展较快。首先介绍了已有的全景立体成像技术和方法、全景图像映射的三种模型,重点介绍了折反射全景立体成像的基本原理、反射镜类型及其各自特点、图像映射展开原理、典型的折反射全景立体成像装置类型等内容,最后强调了折反射全景立体成像技术中一些关键环节处理方法。     

Scale space analysis and active contours for omnidirectional images.

A new generation of optical devices that generate images covering a larger part of the field of view than conventional cameras, namely catadioptric cameras, is slowly emerging. These omnidirectional images will most probably deeply impact computer vision in the forthcoming years, provided that the necessary algorithmic background stands strong. In this paper, we propose a general framework that helps define various computer vision primitives. We show that geometry, which plays a central role in the formation of omnidirectional images, must be carefully taken into account while performing such simple tasks as smoothing or edge detection. Partial differential equations (PDEs) offer a very versatile tool that is well suited to cope with geometrical constraints. We derive new energy functionals and PDEs for segmenting images obtained from catadioptric cameras and show that they can be implemented robustly using classical finite difference schemes. Various experimental results illustrate the potential of these new methods on both synthetic and natural images.     

一类特定全方位摄像头外极曲线计算

研究了由双曲面镜面与球面镜面共同组成折反射系统并结合普通透视摄像头所构成的一类特定全景视觉系统,推导了该全方位摄像头成像模型以及外极曲线的计算过程,分析了外极曲线特性,最后通过实验进行理论验证.实验结果表明,本文所提出的计算方法可快速准确地得到外极曲线,有利于全景图像立体匹配过程中对应点的搜索匹配.     

双曲凹面折反射全景成像系统

反射镜是折反射全景成像系统的重要部件之一。针对不同场合,出现了双曲面镜、椭球面镜、抛物面镜等反射镜构成的折反射全景成像系统,但是它们成像畸变大、边缘分辨率低,为了使之适合路面勘测,提出了基于前投影模型,采用双曲凹面镜作为反射镜的方法搭建系统,分析了该系统对水平场景的成像特点,对新系统进行了仿真,并与普通双曲面镜、水平等比例镜的成像系统做了比较。结果表明,通过优化相机透视中心到反射镜几何焦点的距离,可以使得新系统在水平场景的成像上具有较小的畸变。     

Visual attention on the sphere

Human visual system makes an extensive use of visual attention in order to select the most relevant information and speed-up the vision process. Inspired by visual attention, several computer models have been developed and many computer vision applications rely today on such models. However, the actual algorithms are not suitable to omnidirectional images, which contain a significant amount of geometrical distortion. In this paper, we present a novel computational approach that performs in spherical geometry and thus is suitable for omnidirectional images. Following one of the actual models of visual attention, the spherical saliency map is obtained by fusing together intensity, chromatic, and orientation spherical cue conspicuity maps that are themselves obtained through multiscale analysis on the sphere. Finally, the consecutive maxima in the spherical saliency map represent the spots of attention on the sphere. In the experimental part, the proposed method is then compared to the standard one using a synthetic image. Also, we provide examples of spots detection in real omnidirectional scenes which show its advantages. Finally, an experiment illustrates the homogeneity of the detected visual attention in omnidirectional images.     

乒乓球轨迹预测与旋转测量研究综述

在乒乓球人机对打过程中,球与球拍/球桌碰撞时会产生旋转,导致球体受马格努斯力的影响发生偏移,难以满足乒乓球机器人精确轨迹预测的要求,而乒乓球轨迹预测与旋转测量技术则有助于提升机器人的预测击打能力。为帮助研究人员了解乒乓球轨迹预测与旋转测量的研究方法和现有技术,文中对乒乓球轨迹预测与旋转测量研究新进展进行综述。基于近年来此领域的研究成果,文中对乒乓球轨迹预测与旋转测量工作进行重新分类和梳理,分析了不同方法的优缺点并整理了其中的关键问题,并对乒乓球轨迹预测与旋转测量未来的研究趋势进行了展望。     

全景立体成像技术浅述

大视场场景的立体感知和重现的需求,推动了全景立体成像技术的产生。而折反射全景立体成像具有360°大视场、实时成像、结构和几何计算简单、成本低等特点,近年来发展较快。首先介绍了已有的全景立体成像技术和方法、全景图像映射的三种模型,重点介绍了折反射全景立体成像的基本原理、反射镜类型及其各自特点、图像映射展开原理、典型的折反射全景立体成像装置类型等内容,最后强调了折反射全景立体成像技术中一些关键环节处理方法。