基于平面对称光学系统像差理论的折反射全景成像系统优化设计

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用,与此同时也对其成像质量提出更高的要求。然而,对于此类大视场系统的设计较多地停留在光线追迹的方法,没有出现能对大视场像差进行参量化设计的方法。现将平面对称光学系统像差理论应用于此系统,得到关于光学参数的像质评价函数,采用差分进化算法解决多变量评价函数的优化问题,实现了一种折反射全景成像系统的优化设计,并用Zemax光线追迹软件证实了理论的正确性。结果表明,此类系统可以采用平面对称光学系统像差理论来优化设计,该思路是正确有效的。     

折反射全景立体成像技术的现状与进展

折反射全景立体成像技术在机器视觉和虚拟现实等领域有着重要的应用。折反射全景立体成像技术是基于折反射全景成像技术对大视场成像,并利用双目视觉原理获取立体信息。文中系统地评述了折反射全景立体成像技术的现状与进展,分析比较了各种技术的优缺点,总结分析了目前折反射全景立体成像技术所存在的主要问题和今后的发展方向。     

采用多种群遗传算法的全景成像系统非球面设计

提出了一种基于多种群遗传算法(MPGA)的折反射全景成像系统非球面元件的设计方法.结合广义科丁顿公式及几何光学原理,推导出非球面两镜系统像散表达式.在此基础上,利用MPGA,以像散作为非球面两镜系统像差评价参数,求解出满足消像散及指定透视投影关系的非球面面形方程.给出MPGA求解非球面面形的实现过程,并用遗传算法最小二乘混合优化算法得到了便于实现光线追迹和像差计算的非球面多项式.研制了一个焦距为-1.2 mm,F数为1.5 ,视场为360°×(35～90°)的折反射全景成像系统,给出了实验图像,获得了较好的成像质量.     

"日盲"紫外折反射全景光学系统设计

利用折反射全景成像系统的大视场和高噪声屏蔽特性,研制了一套视场角为360°×(45～90°),相对孔径为1:2的"日盲"紫外折反射全景光学系统,用于紫外目标探测研究.综述了紫外探测技术要素,确定了紫外折反射全景光学系统设计参数.基于像差理论及紫外光学系统特性,从参数分配、初始结构求解入手,采用分裂透镜、加齐明镜等方法设...     

基于多种群遗传算法的全景成像系统非球面设计

提出了一种基于多种群遗传算法的折反射全景成像系统复杂非球面的设计方法。结合广义科丁顿公式及几何光学原理,推导出非球面两镜系统像散表达式。在此基础上,利用多种群遗传算法以像散作为非球面两镜系统像差评价参数,求解出满足消像散及指定透视投影关系的非球面面形方程。给出多种群遗传算法求解非球面面形的实现过程。并用遗传算法最小二乘混合优化算法得到了便于实现光线追迹和像差计算的非球面多项式。研制了一个焦距为-1.2mm,F数为2 ,视场为35°～90°的折反射全景成像系统,给出了实验图像,获得了较好的成像质量。     

全景成像技术的现状和进展

全景成像技术在机器人、计算机视觉和虚拟现实领域有着重要的应用。旋转拼接,鱼眼透镜和折反射透镜是实现全景成像技术的主要方法。其中旋转拼接和鱼眼透镜是符合人眼视觉的中心投影法原理,折反射全景成像则是属于环带成像,即柱面映射投影。分析了以上全景成像系统的优缺点,建立了折反射全景成像系统的数学模型。结果表明,折反射系统由于集成化和小型化的特点将会得到更为广泛的应用。     

360°高阶非球面反射式全景镜头设计

为了简化系统配置、提高图像采集及处理效率,实现单一光学系统环视高清全景成像,依据折反射式光学系统的工作原理,设计了高阶非球面反射式360°全景镜头,并对光学结构和系统像质进行优化设计。该相机采用高阶非球面反射镜压缩视场角,将垂直光轴方向俯仰角从-55°到20°的环视目标光引入到系统,接着,在后续光路中利用玻璃透镜组对目标光进行接收,并使其聚焦于相机靶面,获得物体的环形全景图像。通过对系统像质的优化,得到高清的360°环视全景图像,并对光学系统的主要性能指标进行了分析。所设计的360°全景镜头采用1片高阶非球面反射镜和10片玻璃球面镜组成,系统的焦距为0.4mm,光圈数为2.2,俯仰角达到75°,像方全视场在150lp/mm处的光学传递函数值均大于0.3。该360°全景镜头采用单一光学系统成像,解决了传统拼接式全景镜头图像采集与图像处理效率低的问题,同时通过简化系统结构,使该产品符合成本低、可量产的要求。     

全景环形成像的嵌入式处理系统

使用BF533设计的嵌入式系统,针对全景环形的特点,采用了切向线性化和径向线性化对环形像进行展开,恢复为常规视场平面像。采用以BF533构造的嵌入式图像处理平台,提高了系统的可靠性并降低了成本。     

1 000万像素全景监控镜头的光学设计

为满足全景监控镜头的高清、大视场的要求,采用反远距系统设计了工作波段为可见的4.86~6.56μm、F数为2、垂直全视场角为185°、焦距为1.3mm的1 000万像素高清全景监控镜头光学系统。通过匹配光学材料和分配透镜光焦度,在-20~+60℃温度范围内对全景监控镜头光学系统进行了设计及像质评价。结果表明,系统在奈奎斯特频率300lp·mm-1处中心视场的光学调制传函接近衍射极限,大于0.4,0.7视场以内的光学调制传函大于0.3。系统整体无温度离焦,成像质量良好、结构紧凑,且适用于感光面尺寸为6.119mm×4.589mm、像元数为3 664×2 748的CMOS探测器。     

新型遥感光学立体成像系统的光学系统设计

用前视、直视和后视三个相机及相应的传感器阵列CCD以获取地面的不同视角下的信息,通过计算机处理得到地面的立体图像的技术是80年代发展起来的新型遥感光学立体成像技术,本文简述了遥感光学立体成像原理,详述了整个系统的主要参数斜视相机倾角、扫描频率、地面分辨率、直及斜视相机焦距和视场角的确定,对光学系统的设计进行了详尽的分析.设计出了性能很好、在系统中得到应用的光学系统.     

鱼眼图像及图像拼接在旅游网络推广中的应用

本文结合旅游项目网络推广的实际需求,以两鱼眼图像为例,介绍一种基于鱼眼图像的方法,实现360°全景图像技术在旅游网络推广领域的应用。该方法包括图像采集、图像校正、图像拼接、图像融合及图像的网络播放等主要环节。     

基于CMOS图像传感器的USB接口图像采集系统设计

介绍以CPLD控制为核心的CMOS图像采集系统，系统选用彩色图像传感器OV7620，并通过USB接口以类似DMA方式进行快速的图像传输。最后给出了单片机固件程序和设备驱动程序的实现方法。     

基于图像纹理连续性的4f系统图像NSCT域去噪*

4f系统同时有噪声和低通特性,为对其输出图像除噪的同时保护图像细节,提出一种结合图像纹理连续性的NSCT域去噪方法。在传统NSCT域硬阈值去噪方法基础上,首先对高频子带图像用较小的阈值去除小幅值的噪声点,以更多的保护图像细节并凸显剩下的大幅值噪声点的孤立性,再利用图像纹理的连续性区分剩下的连续图像细节和孤立噪声点,以实现去噪的同时更好地保护细节的目的。实验表明,该方法在去噪方面可以达到与传统方法相当的程度,同时在保护图像细节方面有更优的表现,从视觉效果和数值评判标准两方面都有明显提高,适合4f系统图像类需要格外保护图像细节的场合。     

一种红外图像超分辨率重构系统设计与应用

设计了一种基于FPGA和DSP架构的红外图像超分辨率重构系统。采用TI公司高性能DSP(TMS320DM6467)和Xilinx公司FPGA(VIRTEX-4)作为核心处理器。DSP模块承担目标图像重构算法运算,FPGA模块负责图像预处理及与主控计算机通信。通过合理的任务调度,充分发挥DSP并行运算的灵活与速度优势和FPGA实现的快速性与通用性,结合改进PCOS超分辨率算法,可稳定获得较高质量的重构红外图像。应用结果证明该重构系统设计合理,具备较强的实用性。     

啤酒瓶自动检测系统中图像采集装置的设计

对啤酒瓶的缺陷类型及各部分的成像特点进行了分析,针对啤酒瓶的不同部位提出相应的光源类型和照明方式,并设计了啤酒瓶自动检测系统中的图像采集装置。结果表明,用该装置采集的图像对比度较大,能满足后续图像处理和图像识别的要求。     

基于12150发动机的铁谱图像识别系统的设计与实现

本文将计算机图像处理技术和模式识别理论结合起来进行了12150发动机铁谱图像识别系统的设计。首先介绍了图像识别的三个主要阶段和图像处理的基本概念,然后结合12150发动机铁谱磨粒识别实例指出该系统结构设计简单,得出结果基本可信,表明这种方法在12150发动机状态监测和故障诊断领域具有一定的实用价值。     

基于FPGA+DSP的全自动灯检机图像识别系统设计

针对全自动灯检机对精度、鲁棒性和实时性的要求,设计一种基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程阵列(FPGA)数字图像处理的全自动灯检机图像识别系统。该系统采用FPGA对CMOS图像传感器采集的图像信息进行预处理,并采用高性能的DSP作为图像处理的核心部分,保证了系统性能的要求。详细介绍了系统的原理和实现方案,并在硬件系统上进行了算法验证及仿真实验。试验结果表明:该系统满足精度、实时性和适应性的设计要求。     

线阵CCD全景图像的噪声分析与去噪方法研究

为便于线阵CCD(charge-coupled device)全景图像的后期运算处理,需要对图像进行去噪处理,以提高图像信噪比.分析了线阵CCD扫描全景成像系统中图像噪声的来源,研究了该系统噪声的特性.对比研究基于小波变换的多种去噪算法的优劣性和使用条件,提出一种基于小波软硬阈值的中值滤波去噪方法.通过实验结果分析,验...     

光切显微镜图像提取系统的数字化改造

改装了光切显微镜图像提取系统 ,采用数字摄像头摄取表面轮廓图像 ,通过图像处理 ,可提取被测表面的二维轮廓曲线 ,计算出多种表面粗糙度参数值 ,并可打印图形和相关报表。     

基于GPRS和ARM的图像采集与控制系统的设计

采用LPC2368微控制芯片和GPRS传输模块,设计了实时图像采集传输系统.LPC2368微控制芯片将采集到的图像数据,经过编码、压缩和打包,然后通过GPRS传输模块中内嵌的TCP/IP协议,将图像数据传输到Internet网络上,并通过Web以B/S的形式来显示采集的图像.同时可以通过Web网页来控制LPC2368微控制芯片修改摄像头拍照属性.实现了监控管理人员对摄像头的远程控制.试验证明,在网页Web上显示较清晰,控制效果良好,基本能实现实时图像采集的功能,并具有一定的扩展性.