Single-shot dense depth sensing with frequency-division multiplexing fringe projection

In structured light illumination (SLI) systems, multi-shot fringe patterns can reach higher precision than a single-shot fringe pattern. However, multi-shot methods are not suitable for dynamic scenes while single-shot ones are limited in the measurement accuracy. In this paper, a novel single-shot depth sensing method with frequency-division multiplexing (FDM) framework is proposed. To achieve a simultaneous casting, two fringe patterns with coprime periods are modulated into a single pattern. The method of fringe pattern extraction is similar to the demodulation in communication systems. The Gabor filter is adopted to get the phase information in the pattern, and the coprime theorem is used to solve the phase ambiguity. Quantitative and qualitative evaluations have proved that our method achieves higher accuracy in depth sensing compared with the Kinect v1 and ToF camera. In addition, benefiting from the single-shot pattern, our method is suitable for dynamic scenes.     

Structured-light Image Compression Based on Fractal Theory

The method of fractal image compression is introduced which is applied to compress the line structured light image. Based on the self similarity of the structured light image, we attain satisfactory compression ratio and higher peak signal to noise ratio (PSNR). The experimental results indicate that this method can achieve high performance.     

散焦图像的深度恢复方法综述

散焦图像的深度恢复是根据两幅散焦图像模糊程度不同的特点,从两幅散焦图像恢复场景的深度信息,该方法已成功应用于工业检测、医学和军事等领域。结合国内外相关进展,主要论述了被动式散焦图像的深度恢复的确定性方法、统计方法、正则化方法和偏微分方程方法,并且分析了四种方法的优劣性。     

Clipped noisy images: Heteroskedastic modeling and practical denoising

We study the denoising of signals from clipped noisy observations, such as digital images of an under- or over-exposed scene. From a precise mathematical formulation and analysis of the problem, we derive a set of homomorphic transformations that enable the use of existing denoising algorithms for non-clipped data (including arbitrary denoising filters for additive independent and identically distributed, i.i.d., Gaussian noise). Our results have general applicability and can be “plugged” into current filtering implementations, to enable a more accurate and better processing of clipped data. Experiments with synthetic images and with real raw data from charge-coupled device (CCD) sensor show the feasibility and accuracy of the approach.     

一种散斑模式的噪声统计模型与自适应滤波方法

本文介绍了一种实际散斑模式的数学模型和噪声统计模型,并提出了一种针对这种模型的自适应次优滤波方法。文中在分析了散斑模式及其噪声性质的基础上,利用其局部方向性特征,结合最优线性滤波器和非线性滤波器的特点,对线性最小均方误差滤波器进行了自适应逼近。实验结果表明,对散斑模式而言,本文的滤波方法与其它常用的图象滤波方法相比,具有更好的去噪和边缘保护性能,并且具有较好的滤波韧性。     

自适应SAR图像边缘检测算法

边缘检测是图像分析的基础,在对SAR图像进行边缘检测时,由于SAR图像存在很强的相干乘性斑点噪声,几乎没有一种方法既能有效地检测边缘又能排除斑点噪声的影响而不产生较多的虚假边缘,特别是在低视数SAR的情况下,该文指出了在低视数情况下应当如何对Touzi ratio边缘检测方法和最大似然(ML)边缘方法的检测窗口进行改进,在对SAR图像进行边缘检测时,引入了自适应窗口的方法,并将其应用到Touzi ratio边缘检测和最大似然 (ML)两个恒虚警边缘检测算法中,取得了很好的改进效果,引入自适应窗口的方法也适用于其它的SAR图像边缘检测算法。     

星载遥感相机焦面窗口玻璃辐射热差消除设计

应某星载高精密遥感相机的功能指标要求,镜头及焦面探测器工作在不同温度,且存在较大温差,以致焦面探测器窗口玻璃的冷辐射使镜头最后一片透镜的温度梯度、面型参数等发生较大变化,不能满足光学系统成像质量的要求。为消除焦面探测器窗口玻璃的冷辐射对光学系统的影响,提出了一种于焦面探测器窗口玻璃与镜头间增加一层阻隔光窗的设计,用于将焦面窗口玻璃的冷辐射进行阻隔屏蔽,从而使光学系统的成像质量达到要求。经过建模仿真对比,证明文中的设计形式能够消除焦面组件与镜头组件间的辐射热差,提升了相机的成像质量,验证了该设计的正确性与合理性,为星载高精密相机消除部组件间的辐射热差设计起到了一定的指导作用。     

三维传感中衍射型结构照明光场的应用

在基于结构照明的三维传感系统中,产生结构照明的方法和装置对正确和有效的三维重建具有重要的意义。本文提出了一种新颖的产生结构照明的方法－基于衍射,特别是菲涅耳衍射原理的结构照明方法,利用角谱理论,通过分析在激光光刀照明条件下,两种不同正弦型光栅的菲涅耳衍射光场的强度分布情况,提出了基于衍射原理的结构照明的原理和方法,并且给出了适用于三维传感的结构照明方案,并通过对实物模型的三维面形测量证实,本文提出的原理和方法是正确的有效的。     

空间可见光相机的杂散光分析与抑制

当空间可见光相机对地物目标进行成像时,视场内外的辐射会引起像面上产生杂散辐射,从而降低相机的成像质量,严重时可能会造成相机无法正常工作。为了提高相机的成像性能,介绍了可见光系统中杂散光的产生机理及其抑制措施,建立了相机的光机模型,分析了系统的杂散光,改进了遮光系统的设计。利用建立的杂光系数测量装置测量了相机镜头的杂光系数,并验证了建模分析结果。     

微小型自适应光学系统及其在星载光学遥感器上的应用

主要阐述了自适应光学系统的微小型化和集成化趋势,介绍了国内外微小型自适应光学系统的研究概况、水平和发展趋势,探讨了微小型自适应光学系统在空间光学遥感器上应用的系统构思及可行性,进行了空间光学遥感器主镜温度场变形的自适应光学闭环校正模拟实验,闭环后波前的Ｐ－Ｖ值小于λ／４,ＲＭＳ值小于λ／３０,改善了波前质量,为自适应光学技术在星载相机上的应用提供了有力的实验基础。     

体育馆夜景照明工程设计

以某校的体育馆夜景照明工程为例,主要探讨和总结了建筑物的几种典型照明方式,并且总结了照明中的用光技巧,结合某校的体育馆实况做了设计和施工,给出了实际效果图。     

Robust depth map inpainting using superpixels and non-local Gauss–Markov random field prior

Depth maps contain 3D geometrical information of a scene which can be useful in many applications. In this work we address the task of inpainting a depth map afflicted by regions with missing data. Initially, we inpaint depth values missing at random locations as well as due to overlaid text. Subsequently, we propose an approach for filling large holes in the input depth map wherein superpixel division of the corresponding RGB image is also exploited. We use a non-local extension of the classical Gauss–Markov random field model for the completed depth map, so that missing information in the degraded observation can be estimated depending upon self-similarities between non-local patches inside a superpixel based search window. Several experiments performed with disparity maps and real world depth data exhibit the efficacy of the proposed algorithm.     

激光辅助照明主动红外成像研究

介绍了激光辅助照明主动红外成像系统的基本原理和组成、激光光源的制作和技术参数、光学系统和接收器件的选用.研究了半导体激光光纤耦合器件作为夜视光源其制作中光束整形、均匀化方法和性能指标,并根据CCD相机光谱进行分析来选用合适的接收器件.研制出一台激光辅助照明主动红外成像样机,通过多次外场实验,获得质量较好的夜视图像.该设备造价低廉,像质较好,可以用于民用的安全监控,也可作为轻武器火控或单兵观瞄等用于军事领域的夜视观察.     

利用自适应光照初始化的弱光图像增强方法

由于光照分量分解估计的高度不确定性,如何准确估计图像的光照分量一直是基于Retinex模型的图像增强方法需要解决的难题。该文提出一个简单有效的方法,准确估计图像的初始光照分量,进而实现弱光图像增强。具体地,首先根据输入图像得到其对应的光照权重矩阵,以指导光照分量的自适应初始化估计;随后在光照结构约束下,对初始光照分量优化估计,并进一步执行非线性光照调整;最终结合Retinex模型得到增强结果。实验表明,该方法不仅能够实现准确的图像分解估计,而且与现有的弱光图像增强方法相比,该文所提方法在多个数据集上的主观视觉效果和客观评价指标都有更好的表现,同时也保持着良好的运行效率。     

水下单像素成像系统研究

基于压缩感知（CS,compressive sensing）理论,针对水下复杂的光学成像环境,结合水下距离选通技术、水下激光照明技术和CS单像素相机提出了一种新的水下成像方法。设计了水下CS单像素相机系统的框架结构,构建了相应的采样矩阵和重构算法等软件计算平台。通过理论分析计算,比较了本文方法和水下距离选通成像方法在成...     

水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能研究

为了研究水下无线LED光通信中圆形阵列光源性能,以6个LED组成的圆形阵列光源为对象,基于单个LED空气中照度分布模型推导出其相对照度分布数学模型;以水下照度计为工具,用点阵测量法研究其在水下的实际空间照度分布,并分析了实验数据。结果表明,该光源出射端口处光照度值随着加载信号的频率增加而增加,光源的水下辐射照度整体分布不对称;当光信号传播到一定距离后,在光接收平面上,照度值各向趋于均匀分布。     

粉末交流电致发光应用新领域—特殊波长光的暗室照明

根据不同的感光胶片对特种波长光感光灵敏度低和电致发光单色性的特点,研制出系列暗室照明光源和显示器件。研究方法是改变Ⅱ－Ⅵ族化合物半导体的禁带宽度和杂质能级深度。首先做出单色光,再加有机染料使光谱窄化,使达到安全照明与显示的目的。     

基于深度相机的小型无人机室内三维地图构建

为了解决小型无人机在室内光线不足情况下的避障以及路径规划问题,设计了一种基于深度相机的无人机室内地图构建系统。文中使用Pixhawk控制板和低成本嵌入式结构光深度相机硬件平台,为避障以及路径规划目标提供室内环境信息。采用反传感器模型算法,利用深度相机和位姿传感器提供的信息来筛选处理出有效的障碍物信息,并构建室内的三维地图,其中深度相机通过激光扫描的方式来获取障碍物点云的描述信息,利用位姿传感器获取无人机的高度信息。实验结果表明,使用该系统能够快速获取室内地图,对障碍物的判断准确率比较高,且不受光线影响,可以广泛应用于无人机的室内导航,实现不依赖外部光源的室内无人机地图构建系统。