基于圆曲线的摄像机自定标

本文给出了一种基于圆曲线的摄像机自定标的新方法.设计了一个含有三个两两不包含的圆(其中圆心和半径大小是未知的)的平面模板,让摄像机在三个以上的不同方位观察该模板,然后利用模板的图像来求解摄像机的内参数.文中,首先介绍了三维摄影空间中绝对二次曲线和圆环点的相关知识,接着推导出摄像机内参数的约束方程,最后又详细讨论了圆环点及其图像的求法.其中关键技术是通过求解像曲线的切线确定圆心图像的像素坐标,然后确定圆环点图像坐标来实现摄像机的定标模拟实验和真实图像实验也表明,本方法具有很好的鲁棒性.由于所用模板中的圆不需要精确定位,因此该模板易于制作.由于该技术对摄像机的运动没有限制,因此,它可以在一般的实验平台上实现.     

一种简单快速的相机标定新方法

本文提出了一种新的相机自标定方法,该方法要求摄像机在3个(或3个以上)不同方位摄取一个包含其内接正三角形的圆的新型标定模板的图像.首先,从模板图像中推导得到圆环点的像点坐标;然后通过得到的圆环点像点坐标,可线性求解摄像机内参数.与传统方法不同的是,该方法避免了复杂的椭圆拟合和直线拟合,降低了计算复杂度,提高了标定速度和...     

基于平面相似图形的摄像机标定方法

提出了一种基于平面相似图形的摄像机自标定方法.通过平面相似图形的图像点之间的射影关系,得到该平面的圆环点的图像,然后根据圆环点的图像计算出摄像机内参数.实验证明本文方法是可行的,并有较好的鲁棒性.     

消失点计算方法研究

利用消失点(线)进行场景理解与三维重建是计算机视觉研究中的一个重要问题。以往 主要是利用图像点的齐次坐标来计算,由于同一图像点的齐次坐标之间相差一个比例因子,当图像 坐标过大(或过小)时,会引起计算精度的下降。为此,从实际计算角度出发,利用图像点的坐标矢 量和调和共轭特性,研究了消失点的计算方法。经过举例分析和算法验证,证明该方法实用、可靠。     

基于特征点环形分布统计概率的图像检索

分析了传统的基于小波边界点图像检索方法的缺点, 提出了一种基于图像特征点环形分布概率的图像检索算法. 该方法首先利用粗分辨率下绝对值大的小波系数对应于原始信号中全局变化大的区域这一特性, 反向查找细分辨率下能够反映这种全局变化的小波系数, 直到找到原始信号中相应的特征点; 然后, 将图像沿半径方向等分成若干同心圆环, 计算图像特征点在这些圆环中的分布概率, 以此作为图像的特征向量; 最后, 通过带权的街区距离计算图像间的相似度. 实验表明本文提出的检索算法及图像相似度计算方法不仅检索精度高, 还具有较优的旋转、尺度及视觉角度不变性.     

基于双目视觉的直升机旋翼桨叶挥舞角测量

为实现直升机旋翼桨叶挥舞角的测量,提出了一种基于双目视觉的测量方法.首先,在直升机旋翼桨叶上均匀布置编码标记点,用已标定的双目摄像机对旋翼桨叶每隔一定角度采集标记点图像;其次,对左右摄像机图像上的标记点进行解码和匹配,得到标记点的左右图像视差,进而计算标记点三维坐标;再次,利用标记点在各个角度下的三维坐标,计算旋翼中心和转轴方向,建立旋翼坐标系;最后,在旋翼坐标系下,根据标记点静止与高速旋转时在同一角度下的三维坐标,计算挥舞角大小.利用风扇叶片进行仿真试验,结果验证了该方法具有自动化程度高和测量精度高的特点,可满足直升机旋翼桨叶挥舞角测量的要求.     

基于Harris兴趣点区域的图像拷贝检测算法

提出一种使用Harris 兴趣点的拷贝检测方案.首先通过Harris检测器提取图像的局部特征点,然后构建以Harris兴趣点为中心的多重圆环区域,并计算圆环区域的信息熵,作为特征向量,通过比较特征向量之间的距离,判断局部领域的相似性.最后通过特征点的全局一致性检测,判断检测图像是否为原始作品的拷贝.实验表明该拷贝检测方法对图像的几何变换具有很强的鲁棒性,同时也能抵抗大多数的信号处理攻击.     

基于形殊点抗局部非线性几何攻击水印算法*

为了提高数字水印抗非线性几何攻击的性能,设计了一种基于形殊点的鲁棒数字水印算法。该算法利用Canny算子提取图像边缘信息,将图像边缘分块并计算分块子图的形殊点坐标;利用形殊点坐标生成代表原始图像信息的特征向量;最后结合用户密钥和数字水印实现图像版权保护。仿真实验结果表明,算法在大幅度降低算法复杂性的同时,提供了一种安全的抗图像局部非线性几何攻击的方法。     

乒乓球的三维运动轨迹重建

主要基于图像序列对乒乓球的运动轨迹进行三维重建,并对乒乓球运动形态进行分析.首先对采集的图像进行立体校正,利用颜色识别和改进的霍夫圆检测算法提取出序列图像中乒乓球的圆心坐标;然后根据前后帧图像的特征点坐标差值在时间序列上匹配特征点;最后,利用三角测量法对匹配的特征点进行三维重建,并计算出乒乓球不同时刻的速度和加速度,实现了动态物体的三维运动重建.实验结果表明该三维运动重建方法提高了特征提取的准确性,有效地实现了时间序列上的匹配,获得了物体的三维运动数据.     

基于点和边缘相结合特征提取的图像配准算法

提出了一种新的基于几何特征的图像配准算法,将特征点提取和边缘提取的方法相结合,有效的获得了图像的主要信息.通过立体视觉匹配技术,建立图像之间的点映射关系,并采用二又树搜索策略改进搜索效率.根据空间的联立方程组得到图像在两个坐标系统中的三维空间数据坐标,然后进行数据拟合得到非特征点的数据.该方法提高了图像配准的效率和准确性.     

基于特征匹配的单目相机姿态解算

本文采用了一种基于AKAZE特征检测和PnP算法的单目视觉测量方法对相机的相对姿态进行解算,用于快速准确地确定空间中两个目标间的位姿关系.采集合作目标的模板图像,提取附加到合作目标上的4个特征点的像素坐标,利用AKAZE关键点对模板图像和待测图像进行匹配并计算映射矩阵,通过映射矩阵得到4个特征点在待测图像中的像素坐标,然后结合合作目标的尺寸信息求解基于4个共面特征点的PnP问题,解算相机与合作目标的相对位置.实验分析表明该方法计算的实时图像相机位姿与真实结果接近,验证了本文方法的有效性.     

采用棋盘格靶标的全自动相机标定方法

为了去除相机标定过程中的人为干预,提出了一种采用改进的棋盘格靶标的全自动相机标定方法。识别出每幅标定图像中的四个标志圆,利用四个标志圆圆心的图像坐标和物理坐标计算二维射影变换矩阵。依据该射影变换矩阵计算出棋盘格角点的初始图像位置,接着提取亚像素精度的角点位置。迭代求解需要标定的相机参数。由实验可知,该全自动相机标定方法的棋盘格角点识别能力和相机标定精度,与Bouguet的相机标定工具箱相当,且可以显著地减少标定时间和工作量。利用20幅分辨率为640×480的靶标图像标定相机仅需16 s。     

单幅圆形鱼眼图像的校正

针对有效圆域提取不准确以及传统柱面投影校正法在垂直方向上校正视场角不能达到180°的问题,分别提出了变角度线扫描法和纵向压缩柱面投影校正法.前者通过不断改变扫描线的倾斜角来寻找切点坐标,并对无效切点进行滤除,然后使用Kasa圆拟合法求取有效圆域的参数.后者则对传统柱面投影的光路进行了人为的弯折,从而把投影到无穷远点的光线压缩回柱面上,保留了图像有效信息.通过与经纬映射校正法以及墨卡托投影法的实验处理结果对比,纵向压缩柱面投影法能弱化校正图像边缘的拉伸模糊效应,使处理结果更加自然.     

基于模板匹配与Hough圆检测的仪表识别

随着自动化技术的不断发展,国内电力系统的自动化程度不断提高,无人变电站、无人配电房也逐渐普及。针对变电站中指针式圆形仪表的识别,提出了一种基于模板匹配与Hough圆检测的仪表识别方法。首先对图像进行预处理,将摄像头获取到的RGB彩色图像进行灰度化以及图像的局部直方图均衡化,将预先采集的仪表模板与待测图片进行两次模板匹配,获取仪表大致位置并对图像进行定位裁剪,通过Hough圆检测获取圆形表盘位置及其圆心坐标,将图像通过K-means方法二值化,再通过旋转虚拟直线法对指针进行拟合识别,通过角度与刻度的对应关系计算读数。利用Python和OpenCV视觉库实现算法,实验结果表明,该算法对于指针式圆形仪表识别效果显著,定位表盘位置准确,指针识别和角度计算有较高的精度。     

圆形植物识别定位的HSV模型研究

圆形植物的识别定位是植物自动修剪设备的核心,针对圆形植物图像,采用传统图像分割方法因存在噪声难以完成有效分割,提出基于HSV模型的图像分割方法。该方法利用色调和饱和度分量对圆形植物图像进行图像分割处理,对分割图像进行形态学处理得到理想的圆形植物目标区域,并进行图像标定得出圆形植物的中心点坐标和半径尺寸。使用该方法可以有效地对圆形植物进行识别定位。     

基于无人机POS信息的拼接方法

针对无人机航拍图像的特点,提出了一种基于无人机POS（Position and Orientation System）信息的拼接方法.首先根据POS参数计算出影像的四角点地理坐标,同时提取到相邻影像重叠区域的SURF特征,根据特征点的位置关系修正后面影像的地理坐标,然后按照影像地理坐标进行拼接,最后利用渐入渐出自适应权重策略对图像进行融合,得到了一副视觉效果良好的全景图像.     

一种鲁棒的基于两个特征点的深度估计方法

This paper presents a novel depth estimation method based on feature points. Two points are selected arbitrarily from an object and their distance in the space is assumed to be known.The proposed technique can estimate simultaneously their depths according to two images taken before and after a camera moves and the motion parameters of the camera may be unknown. In addition, this paper analyzes the ways to enhance the precision of the estimated depths and presents a feature point image coordinates search algorithm to increase the robustness of the proposed method.The search algorithm can find automatically more accurate image coordinates of the feature points based on their detected image coordinates. Experimental results demonstrate the efficiency of the presented method.     

基于面部特征约束的人脸纹理映射及变形

将一幅人脸图像（称为源图像）映射到另一幅人脸图像（称为目标图像）上,从而实现人脸图像的变形并达到某种特殊效果的表现要求。其中,一个最关键的问题是保持两幅人脸中器官特征的约束映射。提出一种技术策略,可以有效实现这种映射效果。利用人脸特征检测算法检测出源人脸和目标人脸的特征点;基于特征点,利用Delaunay三角剖分的方法将目标人脸转化为三角网格;采用调和映射的方法计算得出所有网格点在源人脸图像中的对应坐标;在获得网格点纹理坐标后,就可以实现源人脸到目标人脸的映射。实验表明,该方法可以实现任意人脸间的映射,并能较好地保持人脸五官间的映射关系。     

Implicit and explicit camera calibration: theory and experiments

By implicit camera calibration, we mean the process of calibrating a camera without explicitly computing its physical parameters. Implicit calibration can be used for both three-dimensional (3-D) measurement and generation of image coordinates. In this paper, we present a new implicit model based on the generalized projective mappings between the image plane and two calibration planes. The back-projection and projection processes are modelled separately to ease the computation of distorted image coordinates from known world points. A set of constraints of perspectivity is derived to relate the transformation parameters of the two calibration planes. Under the assumption of the radial distortion model, we present a computationally efficient method for explicitly correcting the distortion of image coordinates in frame buffer without involving the computation of camera position and orientation. By combining with any linear calibration techniques, this method makes explicit the camera physical parameters. Extensive experimental comparison of our methods with the classic photogrammetric method and Tsai's (1986) method in the aspects of 3-D measurement (both absolute and relative errors), the prediction of image coordinates, and the effect of the number of calibration points, is made using real images from 15 different depth values     

Real-time velocity measurement to linear motion of a rigid object with monocular image sequence analyses

This paper presents a methodology and all procedures used to validate it, which were executed in a physics laboratory under controlled and known conditions. The validation was based on the analyses of registered data in an image sequence and the measurements acquired by high precision sensors. This methodology intended to measure the velocity of a rigid object in linear motion with the use of an image sequence acquired by commercial digital video camera. The proposed methodology does not need a stereo pair of images to calculate the object position in the 3D space: it needs only images sequence acquired for one, only one, angle view (monocular vision). To do so, these objects need to be detected while in movement, which is conducted by the application of a segmentation technique based on the temporal average values of each pixel registered in N consecutive image frames. After detecting and framing these objects, specific points belonging to the object (pixels), on the plane image (2D coordinates or space image), are automatically chosen, which are then transformed into corresponding points in the space object (3D coordinates) by the application of collinearity equations or rational functions (proposed in this work). After obtaining the coordinates of these points in the space object that are registered in the sequence of images, the distance, in meters, covered by the object in a particular time interval may be measured and, consequently, its velocity can be calculated. The system is low cost, use only a computer (architecture Intel I3), and a webcam used to acquire the images (640 × 480, 30 fps). The complexity of the algorithm is linear, fact that allows the system to operate in real time. The results of the analyses are discussed and the advantages and disadvantages of the method are presented.