面阵相机几何畸变矫正方法研究

由于机械加工安装、镜头光学特性等误差因素会使相机拍摄的图像产生非线性畸变,所以在应用所拍摄图像之前需要对图像进行畸变校正.在从硬件和软件两个方面对图像进行畸变校正的方法进行总结的基础上,具体介绍了基于BP神经网络的图像几何畸变矫正方法和网格靶标交点坐标的提取方法.实验结果表明,BP神经网络的图像几何畸变矫正方法简单易于实现,且能较全面地拟合畸变函数,得到高精度的校正图像.     

高精度图像尺寸检测镜头畸变校正方法与实现

在高精度轴类零件尺寸图像检测中,提出了一种基于标准件法对镜头径向畸变进行快速校正的方法。该方法通过建立世界坐标转换到摄像机坐标、然后再转换到图像坐标的理想数学模型,并引入径向畸变参数,最终确立物体在世界坐标中与图像坐标中的映射关系,从而建立误差补偿曲线的高次拟合函数。利用得到的误差补偿函数的系数矩阵和径向畸变参数,实现镜头畸变的误差校正,有效改善了镜头畸变造成的检测误差。实验表明,该方法快速有效,提高了检测精度、降低了设备成本、检测精度可达2 μm。     

图像几何校正控制点的自动确定方法

依据图像几何校正的一般思路，提出了一种有效控制点（CP）自动确定方法，首先定义了基准控制点（RCP）及畸变控制点（DCP）的概念，设计了一种基于图像方差的检测模板，提出了相应的检测准则及搜索方案，然后在畸变图像中利用归一化积相关图像匹配算法实现了基准控制点相对应的畸变控制点的精确定位，并给出了方法的算法流程，最后，以几何旋转畸变图像为例进行仿真实验，准确辨识出了畸变模型的参数，验证了方法的可行性有效性。     

基于经纬映射的径向畸变快速校正算法的研究

短焦距大视角镜头会造成图像的径向畸变。在阐述了镜头畸变原理的基础上,结合对鱼眼图像经度校正算法的分析,提出一种基于经纬映射的径向畸变图像快速校正算法。该算法首先建立畸变图像球面坐标定位模型,确定畸变中心;再对各经纬度像素坐标映射,进行源图像与目标图像的空间坐标转换;最后利用双线性插值算法进行灰度重采样,完成畸变图像的校正。利用MATLAB软件进行了实验,结果表明,该算法能够以较低运算复杂度实现对短焦距大视角镜头畸变图像的快速校正,得到较好的校正效果,可用于针对精度要求不高、不具备参数标定条件的场合。     

印刷电路板光电图像畸变校正研究

为了校正因CCD摄像系统视场较大等原因产生畸变现象的印刷电路板(PCB)光电图像,提出了一种自适应控制的图像畸变校正方法。详细分析了存在几何畸变图像进行校正的基本原理,首先给出了畸变图像任一点坐标与校正图像对应点坐标之间的关系,然后以畸变图像与校正图像间控制点对的映射关系为基础,采用最小二乘法(LSM)、多项式拟合和双线性插值的灰度重建,由自适应控制关系找到畸变图像与校正图像控制点对的对应坐标,使发生几何畸变的图像得到有效校正。对方格测试图像和由CCD摄像系统获取的存在几何畸变的PCB光电图像进行了实际校正试验,结果证明了基本原理分析的正确性。     

利用Hough变换实现自动镜头畸变校正

在摄像机拍摄到的图像中,图像难免会出现某种程度的畸变,给生活带来了很多不便。Hough变换算法是一种应用非常广泛的图像检测方法,但其缺点为计算容量大,运算速度慢等,因此提出了一种新的算法,利用高阶Hough变换通过自动曲线校正来找到用来校正的可靠的曲线和准确估计镜头的畸变参数。实验结果表明,该算法可行而且还能够将广角镜头,鱼眼镜头和变焦镜头的摄像机拍摄到的畸变图像进行自动校正。     

基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正

传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。     

线阵CCD测量系统的镜头畸变校正新方法

提出了一种线阵CCD测量系统镜头畸变校正的新方法.用线阵CCD相机及经纬仪组合体,对空间周期黑白条纹图像照相,通过图像处理和matlab曲线拟合建立图像像素坐标与无镜头畸变的理想像素坐标的关系式,即畸变校正函数.利用畸变校正函数可校正线阵CCD镜头畸变.将该方法应用于线阵CCD散布正交交汇测量系统后(两相机间距为1 561 mm),测量误差由畸变校正前5 mm提高到畸变校正后的0.9 mm.实验结果表明,用该方法进行镜头畸变校正后,线阵CCD散布测量系统的精度得到了显著的提高.     

基于双线性插值的鱼眼镜头校正算法

文章通过对基于双线性插值算法的鱼眼镜头校正算法进行分析。从鱼眼镜头成像的基本原理以及成像的光学性特点进行分析,在此基础上对鱼眼镜头成像畸变原来与校正流程进行归纳总结,从常见的图像插值算法进行分析图像校正的过程,并运用三种方法即最近点插值法、双线性插值、双三次插值三种方法进行对比分析,最后根据双线性插值算法的最优性,校正后图像有明显的改善,图像更加清晰。     

基于卷积神经网络的胸环靶面畸变校正算法

实弹射击是部队的基础军事训练项目。现有报靶系统中基于计算机视觉的弹孔识别定位系统由于具有快速、精确、安全、人员成本低等优点而被广泛应用到该项目中。然而,计算机视觉系统处理的图像通常受镜头加工工艺以及相机轴向与被测对象所在平面不垂直的影响,导致被测对象的图像产生畸变,最终会给弹孔坐标位置的精准定位带来误差。为了提高基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度,提出一种基于卷积神经网络的畸变校正算法,只需一张胸环靶面的模板图像即可模拟出大量训练数据集。训练完成后,输入一张畸变图片就可以得到该图片的畸变参数,并利用该参数完成对图像的畸变校正。与传统校正算法的对比结果表明,该算法校正效果较好,有利于提升基于计算机视觉的自动报靶系统的报靶精度。     

面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正

为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正。由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正。最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较。实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512pixel×512pixel时,图像校正的均方根误差为1.174 7pixel。该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求。     

弹载SAR图像几何失真校正误差分析

该文主要讨论了弹载侧视合成孔径雷达(SAR)在导弹下降飞行过程中所获取图像的几何失真校正及其误差分析问题。由于要求成像的过程中,弹体的高度在不断减小,SAR图像存在严重的几何失真,该文根据成像过程中的几何关系,说明了采用子孔径RD算法获得的SAR图像几何失真的校正方法,着重对校正后图像的几何失真误差进行了分析,通过成像处理仿真试验验证了几何校正方法以及误差分析的正确性。     

畸变的衍射机理及其计算与校正研究

从基于点源圆孔衍射的成像原理出发得到了仅有畸变像点的光场分布的计算式,分析探讨了畸变的衍射机理及其计算与特征以及校正方法,模拟实验表明了这一理论和方法的可行性,有助于光学设计中对畸变进行像差平衡与校正和光学加工中对畸变的检测与修正以及数码成像系统中对畸变做电子校正等。     

A new method for distortion correction of electronic endoscope images

A new method to correct the barrel distortion of an electronic endoscope image is presented. A correction model assuming circularly symmetric distortion is introduced with the following model parameters: the center of distortion and the coefficients of polynomials representing the distortion correction in the radial direction. If the imaging system is distortion-free, straight lines in the object space should be imaged as straight lines. Based on this criterion, a distorted image of a standard pattern consisting of a grid of several straight lines is recorded, and the model parameters are then estimated as a basis for straightening distorted lines. This method has the advantage of not needing a careful placement of the standard pattern for calibration. Correction results are presented for the grid pattern chart to verify a sufficient degree of correction. Examples of distortion correction of real intestinal images and physicians' comments are also presented.     

基于失真图像特性测量的扫描图像校正技术

提出一种扫描图像校正技术,解决书籍扫描时图像背景灰度不匀、几何畸变和局部模糊的问题。该方法不依赖扫描设备的物理参数,完全根据对失真图像的测量来计算校正因子。选取适当的采样窗1：3,基于直方图分析导出背景灰度因子,通过内插校正几何失真,最后进行空变高通滤波以减轻字迹模糊。通过建立背景灰度因子和缩小系数的关系实现对扫描设备的标定,从而在校正同一设备输出的其它图像时可根据背景灰度的变化而不必再检测页面边缘。与原始扫描图像相比,处理后的图像质量大为改善,且光学字符识别（OCR）处理的识别率达到82．6％。     

汽车牌照实时几何畸变校正方法

经过摄像机摄入的图像会发生几何畸变,给车牌的准确识别带来了困难。针对此问题提出了一套实时几何畸变校正方法。首先对提取出的汽车牌照信息进行预处理;然后提出了一种基于Hough变换和图像分析法提取控制点的实时标定方法;最后通过空间坐标变换和灰度插值完成图像的校正。实验证明,该方法符合汽车牌照图像的特点,具有较好的处理效果。     

激光模拟射击高精度命中环数算法研究

为了解决激光模拟射击中由于图像畸变和光斑中心定位误差而造成命中环数计算结果与实际值偏差较大的问题,提出一种高精度命中环数算法。算法通过参考点确定靶环中心,采用带阈值处理的灰度重心法计算光斑中心,利用参考点对畸变图像进行透视变形校正和径向畸变校正,消除因图像畸变而带来的计算误差,最后计算出准确的射击命中环数。实验结果表明,高精度命中环数算法能有效消除误差,提高命中环数计算精度,命中环数达到01环级别,光斑中心在靶面上的定位精度达到01mm级,满足激光模拟射击技术要求,在激光模拟射击中具有实用意义。     

MEMS振镜扫描共聚焦图像畸变机理分析及校正

在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中，针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变，开展了光束偏转理论分析，得出了投影面扫描图像的具体形状表征，理论畸变图像与真实畸变图像一致，明确了畸变机理，提出一种有效的畸变校正算法，实现对图像二维畸变的校正。首先记录原始光栅畸变图像，然后基于Hessian矩阵提取光栅中心线，拾取特征点并设置基准参考线，通过基于最小二乘法的7次多项式插值法标定二维方向像素畸变校正量，采用加权平均法填补间隙像素灰度值，最终实现图像畸变校正。利用网格畸变测试靶实验得出7次多项式插值后的校正决定系数最高、均方根误差值最低，整幅512行图像在7次多项式插值后最优行数占379行，比例为74%，通过残差分析，二维方向上残差最大为4个像素，最小为0个像素，平均为1.15个像素，校正结果较为精确。皮肤在体实时成像实验显示，图像畸变校正后组织结构特征更加真实准确，表明这种校正算法有效可行，有助于皮肤疾病的准确诊断。     

基于BP神经网络的光电测量系统畸变校正

在大视场光电测量系统中,由于光学系统畸变的影响使得目标在线阵CCD上的成像偏离了理论成像点,导致系统产生测量误差,为了提高测量精度,必须进行畸变校正。根据畸变光学原理,利用BP神经网络对非线性畸变进行良好的逼近,通过对由畸变测量装置获得的数据进行训练建立网络模型,从而建立整个视场畸变校正的数学模型。实验结果表明,当目标物高为200.115 mm时,利用BP神经网络方法,可将畸变误差从校正前的-2.080 mm提高到校正后的-0.104 mm,使得整体检测精度从1.039%提高到0.052%。