动目标多视点基于标定的去模糊方法

针对三维视觉检测技术应用中动目标多视点去模糊的难题,提出了一种动目标多视点基于标定的去模糊方法.首先估计部分视点模糊图像(以两个视点的模糊图像为例)点扩展函数.其次根据多视点几何关系,利用相机标定方法,得到各个相机的参数矩阵;结合估计出部分视点的点扩展函数和相关参数矩阵,以直线运动为例,建立多视点模糊图像的点扩展函数关系.最后在确保各视点模糊路径对应的关系前提下,对多视点图像进行整体去模糊.结果表明该方法对于对运动模糊图像恢复有很好的效果.     

双目视图运动图像去模糊方法

现代工业生产线上采集到的产品图像存在运动模糊,对后期探测产品表面信息以及重建产品轮廓产生影响.为了解决这一问题,提出一种基于双目视图的运动图像去模糊方法.通过双目相机之间的对极几何关系以及相机模型,推导出两视点图像点扩散函数路径之间的内在联系,并运用像机标定模块求取标定矩阵中的参数.通过此内在约束条件求取精确的点扩散函数,并对双目视点图像进行统一去模糊.结果表明,通过双视点图像几何关系求取的点扩散函数路径来进行去模糊取得了较好的效果.     

模糊图像迭代盲反卷积复原

针对超速或换道车辆容易出现的图像模糊问题,提出了基于盲反卷积的去模糊方法。传统的去模糊方法是假定已知模糊参数,而实际的目标图像模糊参数是未知的。所以采用一种盲复原方法,首先估计出模糊点扩散函数PSF,然后进行模糊处理。根据实际采集的图像含有高斯噪声的特点,将常用零均值高斯白噪声作为其噪声模型,根据噪声均值与方差的最小二乘估计改进盲反卷积模型,得出新的恢复模型,进而恢复含噪声的模糊图像。结果表明,该算法较传统算法恢复效果得到明显改善。     

运动模糊图像点扩散函数参数估计

为解决图像拍摄过程中相机与目标之间相对运动造成的图像模糊问题,提出一种基于梯度倒谱、最小二乘法与微分自相关结合的算法估计运动模糊图像点扩散函数(PSF)参数,通过对模糊图像梯度倒谱分析并结合最小二乘法估计出模糊方向,进而通过微分自相关法估计模糊尺寸。采用该算法对仿真模糊图像和实拍模糊图像进行PSF参数估计,当模糊方向角在0°~179°、模糊尺度在5~60个像素时,本文算法估计的模糊角度绝对误差小于2°,模糊长度绝对误差小于2个像素。与其他文献算法的对比结果表明,本文算法可以准确识别图像运动模糊参数。     

基于单目运动摄像机的三维物体运动参数估计

针对单目视觉监测系统摄像机和目标物体同时运动时,如何有效测量物体三维运动参数的难题,提出一种基于单目序列图像对插入虚拟视点的算法确定运动物体位姿及运动参数的方法。动摄像机连续采集运动物体的图像序列,根据摄影几何原理对摄像机和运动物体进行分析,结合本质矩阵的特性,估算空间物体运动参数。实验结果表明,该方法能够在为摄像机与目标物体同时运动的情况下,有效地估测出物体三维运动参数,且该方法简单有效,具有较高的精确度和准确性。     

基于自标定的两视图三维重构研究

相机标定是三维重构中的关键步骤,本文对在自标定下的两视图三维几何模型恢复进行研究。先采用SURF算法得到图像匹配点对,在此基础上,利用RANSAC鲁棒估计基础矩阵;然后根据Kruppa方程所推导出的二次方程自标定出相机内参数,进一步地,通过分解本质矩阵求解出相机外参数;最后,根据三角化法求得空间三维坐标值。实验结果证实,该方法具有效性和正确性,并且能够真实地再现物体的三维模型。     

匀速直线运动模糊图像点扩展函数的识别方法

为解决图像复原中模糊函数即点扩展函数的估计问题,介绍了图像退化的一般模型,分析了匀速直线运动模糊的退化函数,并采用基于约束最小二乘复原算法的参数误差曲线法对运动参数进行估计。实验结果表明:该方法可以提高参数的判别精度,复原图像的视觉效果和峰值信噪比都有显著提高。     

多目立体视觉三维重建系统的设计

针对工业产品质量检测过程中产品三维表面的重建问题,提出一种基于多目立体视觉三维重建方法.设计了一套由八个直线分布的工业相机构成的三维重建系统方案.首先通过图像采集模块,在八个不同方向对目标物体进行图像采集.其次对采集到的图像进行预处理,其中包括图像背景抑制和目标物体分割.然后通过相机标定模块,对八个相机进行标定,获得它们的内外参数,并结合Harris角点检测及高斯差分检测算法对预处理后的图像实现特征点提取.在此结果上,再利用三角形法对提取到的特征点进行匹配和校正.最后采用泊松表面重建方法准确地获取和优化角点,并找到角点特征的匹配点,从而对物体进行三维表面的精确重建.实验结果表明,设计的系统能够重建出静止物体的局部三维表面,重建结果中的物体表面完整,结构清晰,表面上的字符重建完整,能够很好地进行识别.     

基于频谱图分析的PSF自动获取方法

运动模糊图像恢复讨论的是对运动物体所拍摄的模糊图像进行精确恢复,恢复的关键在于精确获取点扩展函数的参数。本文提出了一种点扩展函数自动获取方法,该方法通过计算机分析运动模糊图像频谱图,能够自动获取点扩展函数的运动方向和模糊长度,避免了人机交互的繁琐和不准确。通过实验仿真并与其他点扩展函数的参数获取方法做比较,验证了该方法的准确性和实用性。     

融合动态区域检测的自监督视觉里程计方法

为解决室外场景中动态区域对视觉里程计计算过程的干扰,获得准确的相机位姿和场景深度,提出一种自监督深度学习框架下融合动态区域检测的视觉里程计算法.给定相邻2帧图像,首先,采用深度估计网络计算2幅图像对应深度图,采用位姿估计网络获得二者初始相对位姿.然后,借助视点变换,计算两视角深度图像之间的差异,确定动态区域.在此基础上,对输入图像中动静态区域进行分离.之后,匹配两视角图像静态区域特征,计算最终相机位姿.从光度、平滑度以及几何一致性三方面构造损失函数,并在损失函数中融入动态区域信息,对所构造网络模型进行端到端自监督训练.在KITTI数据集上验证了所提算法,并将其与最近2年提出的相关算法进行比较.实验结果表明,该算法能够更好地应对动态场景,实现更高精度的相机姿态估计和细小物体深度估计.     

基于投影寻踪子波学习网络的图像无监督恢复

针对现有模糊图像的复原方法，提出了一类新型人工神经网络——投影寻踪子波学习网络，并将其用来处理图像的去模糊问题。这类新型网络具有投影寻踪学习网络优点，在先验条件知道甚少的情况下，不用求点扩展函数，直接通过网络的学习，提取参数，以达到自适应剔除图像的模糊信息，恢复原图像；且具有小波函数的时域局部性，可以对多种噪声源的模糊图像进行恢复。模拟结果表明，该方法对于图像无监督恢复明显优于现有图像恢复方法。     

基于双目视觉的探针姿态检测

针对微操作中针类末端执行器姿态检测的问题,设计了一种基于双目视觉的姿态检测系统。结合探针在空间坐标系与二维图像之间的空间位置转换关系,得到二维图像与空间坐标系的映射矩阵,并且消除图像畸变,得到校正后的图像;针对探针图像中目标特征不明显的问题,提出一种将仿射变换矩阵与探针几何学特征相结合的方法,成功提取了图像特征点进行匹配,得到一系列中轴线上点的三维坐标;采用最小二乘法拟合直线,得出探针的姿态向量。实验结果表明:利用两个CCD相机构成的双目立体视觉系统能快速、精确地检测针类装配端的三维姿态,实验误差在±0.3°范围内,适用于通过机器视觉引导工业机器人进行微操作。     

融合梯度密度的点线视觉SLAM算法改进

针对视觉同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping, SLAM)方法在相机快速运动中容易导致图像模糊,以及在稠密场景中线特征提取易造成信息冗余等问题,提出一种融合梯度密度的点线视觉SLAM算法改进。该算法首先利用前后图像帧之间特征点数量信息对模糊图像进行筛选,并使用高斯模糊进行优化处理,得到匹配效果更佳的图像帧。然后利用点特征信息判断是否引入线特征,并引入图像像素梯度密度对LSD(Line Segment Detection)线特征进行多维优化,提取出稳定线特征以提高后续匹配质量。最后结合点线特征误差构建误差函数,最小化投影误差提高位姿估计精度。算法在TUM数据集下进行测试,实验结果表明本算法可以有效提升特征提取的稳健性,进而提高相机位姿估计与建图的精度。     

一种基于多灭点标定数码相机内外参数的方法

提高相机定标精度,简化定标过程,是计算机视觉研究的重要内容.利用包含至少4组平行线和两个定标点的模板,对模板一次拍照即可标定相机内外参数.先利用Hough变换,检测出模板图像中的各直线,确定对应的灭点;再把灭点坐标及已知的各组平行线的方向向量代入隐参数矩阵计算方程,得到相机的隐参数矩阵;最后对隐参数矩阵进行分解,依次得到相机的内部参数矩阵和旋转矩阵,然后利用模板中两个已知空间坐标的定标点计算相机的位移矩阵.该方法的求解过程仅涉及到线性方程组的求解,定标精度高、稳定性好,与基于主灭点的定标法相比,不需要相机做任何运动,定标过程简单,具有一定的理论意义和实用价值.     

基于块效应抑制的压缩降质模糊图像盲复原

针对被压缩重构后的模糊图像复原问题,提出基于块效应抑制的图像去模糊方法.采用多尺度分解逐层进行模糊核估计,每一层利用去块效应的模糊图像作为有效显著边缘估计的参考图像,并在模糊核估计优化函数中加入模糊核梯度约束保证其连续平滑性,通过在频域交替迭代优化确定模糊核.最终复原约束项为图像全变分以及L2范数块效应抑制项,该项通过迭代使得复原图像和去块效应图像逐步逼近.实验结果表明,提出的方法能够在较高压缩率的模糊图像中估计出相对准确的模糊核,得到兼顾消除块效应与保留图像细节的复原效果.     

B样条曲面三维扩展目标跟踪算法

在目标跟踪中，三维扩展目标跟踪的实现通常需要多角度的大量量测数据，单传感器所获得的量测无论是从数量还是完整性上来说，都不能良好地满足三维形状估计的要求。针对低量测率下现有的三维扩展目标跟踪算法形状跟踪效果差的问题，提出了一种基于B样条曲面的泊松多伯努利混合滤波算法。首先，利用小波聚类对多传感器获得的三维空间量测数据进行处理，得到量测簇，在提取有效信息的同时保证算法的效率；然后，对量测簇进行划分，获得控制矩阵，控制矩阵基于B样条的控制点原理实现，因此能够表征复杂三维形状的参数，利用控制矩阵与B样条曲面拟合获得三维扩展目标的形状；最后，将B样条融入泊松多伯努利混合滤波器，扩展到三维目标跟踪，预测和更新扩展目标运动状态和形状参数。经仿真实验和真实点云数据集的验证，所提算法能够对三维扩展目标的运动状态和扩展形状实现良好的跟踪效果，且能够实现不规则三维形状的估计。     

基于刃边法的序列图像盲超分辨率重建算法

为了减少点扩展函数（PSF）估计误差对盲超分辨率重建结果的影响,本文提出了一种新的序列图像盲超分辨率重建算法。首先采用刃边法实现对成像系统点扩展函数的准确估计,然后将估计的点扩展函数引入迭代反投影超分辨率重建算法中,进行高分辨率图像的重建。实验结果表明,本文算法运算时间较短,不受限于低分辨率图像的模糊程度,重建结果不但具有较高的峰值信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）,而且真实分辨率的提升幅度更大。     

基于多正则化约束的图像去运动模糊

针对图像去运动模糊问题的病态性,已有的方法通常引入对图像的正则化约束从而缩小解空间范围使其良态化,但单一的正则化约束并不能很好地估计点扩散函数和复原原始图像。基于此,本文提出一种基于多正则化约束的图像去运动模糊方法。首先,根据图像梯度符合重尾分布的特性,采用归一化的超拉普拉斯先验项作为对图像先验约束的正则项。其次,分析描述图像运动模糊的点扩散函数的内在特性包括稀疏性和连续光滑性;同时,采用点扩散函数自身的L₁范数保证其稀疏性并作为其中一项点扩散函数先验约束的正则项,采用Tikhonov正则化约束保证其连续平滑性并作为另一项点扩散函数先验约束的正则项,避免估计的点扩散函数中存在孤立的点。由于所建立的正则项虽然不可微但其是非严格凸函数,故引入辅助变量采用分裂法和交替求解法对所建能量方程进行求解,并利用小波软阈值公式求解辅助变量。本文方法对合成的运动模糊图像和实际相机抖动造成的自然模糊图像均进行实验,实验结果验证了该模型和求解算法的有效性和快速性。实验结果表明,本文方法提高了点扩散函数估计准确度,同时提高了复原图像质量,具有较好的复原效果。     

正交双目视觉长轴类零件装配端位姿检测方法

为解决非正交双目立体视觉在长轴类零件三维位姿检测中需要多个特征点进行匹配,计算量大以及视野中难以获取整个零件的图像等问题,提出一种基于正交双目立体视觉检测长轴类零件装配端三维位姿方法.采用光轴正交的两个相机同时采集长轴类零件装配端的图像,分别采用亚像素法对所采得的图像进行处理,可以得到被检测长轴类零件装配端在两个相机图像坐标系内的位置和姿态,再依据正交双目立体视觉模型对两组位置信息进行融合得到其三维位姿.实验结果表明:利用两个CMOS相机构成的正交双目立体视觉能够快速、精确检测长轴类零件装配端的三维位姿.该方法只需要一个特征点进行匹配,计算量小、简单易行,适用于通过机器视觉引导工业机器人进行精密长轴类零件的快速装配.     

面向工业检测的图像快速去直线运动模糊方法

在基于机器视觉的工业检测中,由于受到传送带速度变化或曝光不足的影响,得到的图像有时会产生运动模糊,影响检测效果.为去除工业检测中的图像运动模糊,提出了基于R-L引导滤波的快速去直线运动模糊方法.首先对图像的模糊参数进行评估,使用图像的频谱图积分评估图像的模糊方向,使用微分自相关方法得到模糊图像尺寸;然后通过提出的R-L引导滤波方法快速去除运动模糊并抑制振铃效应,得到清晰图像.通过对工件图像去运动模糊的仿真,证明了模糊核估计的准确性;与TPKE和HQ比较,提出的去模糊方法在对噪声的鲁棒性和抑制振铃的效果更好.通过对不同速度、不同工件下实拍图像的去运动模糊实验,以及客观评价指标、去模糊前后尺寸测量的差异和运行速度证明了该方法在工业检测中的优势.实验结果表明:提出方法的R_(PSNR)和R_(SIMM)优于对比方法,在抑制振铃的同时保持了边缘的清晰;同时,提出方法对尺寸的测量影响也更小,在小尺寸的工件上具有优势,最大误差为0.31像素.