基于视觉模型的C形臂投影图像快速校正方法

针对普通C形臂投影图像失真影响计算机辅助手术的精度和传统校正方法费时的问题,提出了一种基于摄像机视觉模型的方法来快速校正C形臂X射线投影失真图像。该方法通过分析C形臂X射线投影图像失真的来源和类型,把C形臂系统标定和投影失真图像校正融为一体,再利用视觉模型的Tsai法对其进行标定获取畸变参数,然后利用畸变参数对失真图像进行几何校正。实验结果表明,在放射源到探测器的距离为120cm时,最大误差为8.8个像素,放射源到探测器的距离为121cm时,最大误差为9.1个像素。放射源到探测器的距离变化18mm时,标定获得放射源到探测器的距离变化值为18.11mm,相差0.11mm,并且在不同姿态时C形臂投影失真图像校正结果具有稳定性。该方法的优点是减小了建立理想图像带来的误差,而且步骤简单,容易在线使用。     

基于自制标尺的C臂X光全景图像拼接方法

在对C臂X光图像和现有的医学图像匹配方法分析的基础上,提出了一种基于自制标尺的C臂X光图像拼接方法.该图像拼接方法分为失真校正、图像匹配和图像合成三步,其中图像匹配是算法的关键.首先采用双线性变换模型进行失真校正;然后基于自制标尺,采用图像灰度匹配法对校正后的C臂X光图像进行图像匹配;最后将其余各幅图像间的匹配矩阵均换算成以第一幅图像为基准,据此合成出全景图像.通过尸腿骨X光图像拼接实验验证了该方法的准确性.     

基于多项式拟合的C臂投影全局校正法

针对C臂影像增强器采集的投影图像因失真变形而无法直接用于计算机辅助手术的问题,提出了一种基于多项式拟合的C臂投影全局校正法.该方法统一考虑C臂投影图像的3种类型的失真--针垫失真、S型扭曲、图像偏移,利用N阶多项式拟合图像的复合失真,然后利用最小二乘法求解最优化校正系数,从而具有所需标记点数量较少,校正区域连续,步骤简单,易于在线使用的优点.校正误差实验表明:该方法在3阶和4阶多项式的情况下所有标记点最大误差小于0.5像素,误差均方根小于0.26像素,并且对不同姿态的C臂投影图像的校正结果具有稳定性.该方法可用于计算机辅助手术导航、器械定位和术中X光三维锥束重建.     

光学定位跟踪技术在X线图像导航手术中的研究

近几年来,移动式C形臂X光实时成像系统逐渐在计算机辅助骨科手术导航中获得了普遍的应用.本文采用光学立体定位技术对C型臂在运动时进行实时跟踪,并采用多项式算法对输出的X光图像进行几何校正.另外,在实验室中搭建了基于X线图像导航的骨科手术系统,通过光学定位跟踪系统实时而精确地确定手术器械、图像解剖信息、内植入物之间的坐标关系,获得了满意的手术效果.     

打印/扫描过程中数字水印图像的失真及还原

数字水印图像的鲁棒性和稳定性与打印/扫描过程中的失真密切相关。打印是数字图像向半色调图像转换的过程,会对水印图像造成低通滤波攻击、半色调攻击和几何攻击;扫描是打印的逆过程,是半色调图像向数字图像转换的过程,会对水印图像引入低通滤波攻击和几何攻击。低通滤波攻击和半色调攻击会对数字水印图像造成非线性像素值失真,几何攻击则会引起几何失真。非线性像素值失真的校正对策有:对打印机或扫描仪的分辨率进行最优化设置,对gamma值进行校正,使用空间低通滤波去除高斯噪声等;几何失真的校正对策有:通过周期性的冗余嵌入克服几何异步攻击,进行模版嵌入设计实现同步等。     

三次样条插值和中值滤波技术在PDF417译码过程中的应用

在基于图像译码方式完成PDF417译码的过程中,由于通过摄像头采集的条码图像存在畸变、噪声等现象,在条码辨识前必须对图像进行预处理,使条码图像便于分割处理。针对条码采集过程中图像存在的几何畸变,本文采用了新的几何失真校正方法－三次样条插值校正和中值滤波技术。实验结果证明了该方法在完成条码图像几何畸变的校正上起到了较好效果,从而为正确译码打下基础。     

基于SIFT特征点匹配的抗几何攻击水印算法

目的为了有效抵抗几何攻击,实现水印图像的嵌入与检测的同步。方法将水印嵌入到图像小波分解后的奇异值中,然后利用SIFT(scale invariant feature transform)特征点所具有的旋转、缩放和平移不变性进行宿主图像和受攻击图像的匹配,并估计受攻击图像的几何攻击参数,对可能失真的图像进行几何校正。结果图像经过几何失真、常规图像处理攻击或JPEG压缩后,嵌入的水印依然能被可靠地检测和提取。结论理论分析和大量实验结果表明,该算法校正精度高,具有良好的不可见性和鲁棒性。     

使用雅可比行列式的立体像对校正方法

为了快速、准确地寻找立体像对的对应点,通常要将像对进行校正,以消除垂直视差,提高搜索速度和匹配精度.提出了基于雅可比行列式的立体像对校正方法,使用雅各比行列式对图像校正后的失真进行分析,更好地保持源图像采样.通过对合成图像及真实图像的校正实验,表明所提出方法有效保护了图像的采样,并使图像形变较小.     

基于直线检测的条码图像几何校正研究

CCD相机采集的图像会产生一定程度的几何变形,需要进行几何校正。常用的图像几何校正方法不适合条码图像的校正,因此,结合已有的边缘检测算法和直线提取算法,提出了基于直线检测的条码图像的几何校正算法。基于直线检测的条码图像校正方法是在已除去背景的图像中,寻找目标的条形码边缘对应的直线,以此确定其偏移角度,并进行扭转校正。实验结果表明,有偏转角度的条码图像运用了所提方法校正后,都得到了有效的几何校正。     

基于IWT-SVD和BRISK的鲁棒图像水印算法

目的 针对数字图像水印中传统奇异值分解算法存在的提取水印对角线失真和目前的特征点匹配算法速度慢引起抗组合几何攻击性能弱问题,提出基于IWT-SVD和BRISK的鲁棒图像水印算法。方法 该方案是将Logistics混沌映射置乱的水印嵌入宿主图像IWT变换后进行SVD分解的矩阵中,然后运用BRISK算法完成失真图像的几何校正,最后根据提取的水印图像特性,用邻域平均法进行对角线元素修正。结果 嵌入水印后PSNR高于42 dB,在各种常规信号处理和组合几何攻击下,NC平均值在0.95以上,提取出的水印对角线失真问题得到明显改善。结论 实验结果表明,该方案能提高图像特征点的匹配速度,性能得到增强,水印不可见性较好,进一步提升了图像的鲁棒性。     

基于扫描图像几何畸变的算法研究

目的为了改进和优化适用于扫描图像的几何畸变校正算法。方法通过分析扫描仪产生几何畸变的原因,总结现有图像畸变校正方法,并与现有的图像处理软件——Photoshop软件相比较,建立合适的数学模型和算法流程。经由图像预处理,利用直方图均衡化法使图像增强,并用凯尼算子进行边缘检测,然后用雷顿算子提取图像轮廓,最后采用连接点法校正畸变图像,并用Matlab仿真加以实现。结果文中算法处理迅速,不需手动处理,校正后平均相似度可达0.95,效果优良。结论预处理后的扫描图像经点连接法进行几何畸变校正,作为一种可以快速处理扫描几何畸变校正方法的补充,算法适用于扫描图像的几何畸变,具有重要的实用价值和研究意义。     

Robust image watermarking scheme against geometric attacks using a computer-generated hologram

Robustness against geometric attacks is one of the most important issues in digital watermarking. A novel geometric robust watermarking scheme that uses computer-generated holograms as the watermark is presented. To maintain imperceptibility and robustness, a quantization embedding algorithm is adopted to embed the mark hologram into the low-frequency subband of the wavelet-transformed host image. In the detection process, the geometric distorted watermarked images are recovered first by the proposed improved geometric correction method, which is based on the scale invariant feature transform, the invariant centroid, and the pulse coupled neural network. Then the mark holograms are extracted from the recovered images. In comparison with the traditional geometric estimation method, the suggested improved geometric correction method can estimate the geometric distortion parameters more accurately and needs less auxiliary information. Compared with other watermark schemes using digital holograms, the proposed method has the distinct advantage of robustness to geometric attacks. The experimental results demonstrate that the proposed method has good robustness to resist geometric attacks and common attacks including rotation, scaling, translation, image flipping, combined attacks, filtering, occlusion, cropping, and JPEG compression.     

多普勒全场测速技术中图像及数据处理

介绍了多普勒全场测速技术(DGV)图像及数据处理的方法和过程.图像处理过程中,经背景去除、灰度校正、几何校正等,能够有效滤除实验环境中的背景光,修正不同相机之间感光度不同的影响,校正流场区域在图像中的几何形状的形变.针对转盘测速实验图像进行处理,得到的速度分布与实际速度分布吻合较好,证明所采用的方法是可行的.     

大孔径静态干涉成像光谱仪图像校正技术

设计了一种基于相位相关与归一化积相关的联合图像校正算法。该算法针对卫星姿态变化对LASIS(大孔径静态干涉成像光谱仪)图像造成的畸变,根据傅里叶变换的旋转平移特性,实现图像序列旋转失真的高精度校正,校正精度达到0.01;同时,基于归一化积相关方法实现图像序列平移失真的校正。针对LASIS数据量大的特点提出了改进的快速自适应模板选取法,使算法的运算复杂度按4n递减。仿真结果表明,该算法能快速有效地校正LASIS图像。     

成像距离对图像畸变系数的影响研究

基于共线特征点求解图像畸变系数的方法,研究了拍摄物体平面与镜头平面间的不同距离参数对图像畸变系数的影响,并结合实验结果探寻了畸变系数的变化规律。在此基础上,指出镜头的畸变系数不仅与焦距有关,成像距离也是重要的影响因素,不可忽略。进行了不同距离参数下的畸变系数对相同标准量块图像校正的实验研究,比较了不同畸变系数下校正量块图像的不同高度位置的宽度曲线。实验结果表明,不同距离参数下的畸变参数对量块图像进行校正的结果是不同的,且当选用的畸变参数的距离与实际的成像距离相同时,其校正结果的精度最高,量块图像宽度测量的精度最高。     

应用经纬映射的鱼眼图像校正设计方法

为了消除鱼眼镜头带来的形变,该文提出了一种应用经纬映射的鱼眼图像校正设计方法,推导了消除变形的数学依据,总结出一种不需要任何标定数据,快速的纠正等角鱼眼变形的算法。使用经纬映射图像的校正方法,可以把扭曲的半球鱼眼图像投射为普通照片的四方形状,也即通过投射降低图像的扭曲程度,在视觉上基本达到实用要求。     

车灯模组的照度检测研究

针对在车灯模组的照度检测过程中,车灯模组照度图像采集时由于摄像系统安装位置产生的畸变问题,采用平面模板法,通过畸变校正算法对系统进行畸变校正,减小因图像坐标位置失真造成的测量误差;针对摄像系统像面照度不均匀性对图像灰度值的影响,通过照度均匀度校正实验获取摄像系统的校正系数后,采用基于麦夸特法与通用全局优化算法结合的曲面拟合法对校正系数进行处理,得到像素坐标与校正系数的函数模型,实现图像灰度值的校正。对校正后的摄像系统进行灰度-照度标定,建立灰度-照度关系,提高车灯模组照度检测的精度。实验结果表明:车灯模组照度检测的误差基本控制在10%以内,重复性误差小于1%,具有较高的准确性和可靠性。