基于直线投影特征的镜头畸变校正方法

针对摄像机镜头畸变校正方法的简便和快速问题,设计了基于直线投影特征的校正方法。介绍了镜头主要畸变产生原因和畸变模型;给出直线三点在理想投影下的关系,确定了适应度函数,利用遗传算法得到了畸变参数组最优解。基于matlab软件编写校正程序,并进行了实验验证。实验表明,利用畸变参数组的最优解能够实现图像畸变校正,效果较好。该标定方法只需场景内有直线存在即可实现对摄像机镜头畸变参数校正,方法所需实验条件简单,程序简便,便于现场快速校正。     

一种光学镜头摄像机图象几何畸变的修正方法

由于光学镜头会产生几何畸变,并且摄像机成象平面与景物平面间存在着倾角和转角,因而光学镜头摄像机获取的图象存在着非线性的几何畸变,在对图象进行检测和定量分析之前,应消除这些畸变。为此,应用多项式变形技术和双线性插值方法,研究了一种摄像机拍摄图象几何畸变的修正方法,并讨论了控制点的选取方法。实验结果表明,应用三次多项式变形技术,选取少量控制点即可得到理想的校正结果。该方法简便实用,可用于固定条件下摄像     

一种大视场镜头的畸变校正方法

大视场镜头因其可得到较大视场的图像而获得广泛应用,但由于镜头的原因,导致成像的桶形畸变,在直接使用从镜头获取的图像时,会影响对图像的后期处理和分析。针对这种情况,在分析畸变产生原因的基础上,提出一种改进的桶形畸变校正方法。根据畸变与焦距、成像高度之间对应的变化规律提出一种改进的半球形畸变校正模型,并计算近似畸变率,以进行反向映射及双线性插值来得到校正后的图像,设置可调整的参数,给出参数的确定方法和选择范围。最后,利用畸变的对称性降低了校正的计算复杂度和时间。实验结果表明,该算法对广角镜头产生的桶形畸变获得了较好的校正结果,降低了平均畸变率误差。该算法能够准确地校正畸变图像,不需要特定模板和标定参数,计算简单容易实现。     

基于平面网格模型的摄像机镜头畸变校正技术

摄像机标定技术是计算机视觉研究中的关键技术之一。国内外学者开展了大量的研究并取得了大量的研究成果。目前,摄像机标定技术的主要研究任务在于根据实际应用的特点,寻找简便、快捷、准确的标定算法。该文针对精密视觉测量这一特殊应用领域,提出了基于平面网格模型的摄像机镜头畸变校正技术。除了考虑镜头的径向畸变之外,还包括离心畸变、薄凌镜畸变等非线性因素,在镜头中心附近小区域零畸变的假设条件下,推导出网格交点的理想坐标,并由图像处理技术获得网格交点的实际坐标,通过最小二乘法获取非线性畸变系数。由于考虑了引起镜头畸变的多种因素,可提高实际标定的精度。对于视觉测量系统,在具体标定前先求出畸变系数,再对实测的像素进行校正,这样既可以提高标定精度,又不影响视觉测量的速度。     

光三维测量中影响光条中心提取的因素及对策

线激光三维测量中光条中心提取的精度对测量结果影响较大。本文主要介绍了影响光条中心提取的若干因素,着重阐述光条的物理特性和被测物本身特性对中心提取的影响并提出改进方法。     

摄像机镜头畸变的研究

分析了摄像机成像模型和镜头非线性畸变模型,通过实验的方法求得了镜头的径向畸变系数,并首次根据图像复原原理将镜头的畸变系数引入边缘的亚像素定位算法中,最后通过对图像测量系统进行了标定,用实验的方法定量地比较了镜头径向畸变对测量精度的影响。同时,在标定的过程中通过“二次标定”的方法消除了“单次标定”所引入的系统误差,提高了测量精度。实验证明,通过对镜头的畸变进行校正来提高亚像素边缘定位精度的方法是有效的、显著的。     

基于共线点的镜头畸变校正方法

为实现未知摄像机参数的镜头畸变校正,提出了一种先标定畸变中心、再标定畸变系数的方法。先在镜头的不同焦距处对靶标成两次像,利用相同靶标点在两幅图像中的相对位置关系求解畸变中心;再根据直线的透视投影不变性,通过变步长的最优化方法搜索畸变系数。模拟实验表明,在靶标点数为25,噪声水平为0.2像素时,畸变中心的平均误差为(0.2243,0.1636)像素,畸变系数误差为0.28%。真实图像实验表明,用该方法得到的畸变中心和畸变系数能够很好地校正图像。该方法不需要标定摄像机的内外部参数,也无需知道直线网格的世界坐标,简便易行。     

摄像机镜头畸变的鲁棒校正方法

针对计算机视觉中的镜头畸变问题,设计一种鲁棒的校正方法.该方法基于空间直线的成像特性来定义畸变测度,通过非线性优化完成畸变校正.采用微粒群全局优化算法,将传统优化方法、标准微粒群算法和基于不同策略的微粒群算法的性能进行对比.实验结果表明,带变异算子基于对位学习的微粒群算法具有较强的鲁棒性,在低噪声下,微粒群算法的校正性能优于传统算法.最后通过不同畸变程度的校正实例验证了所提出方法的有效性.     

基于二进制编码结构光测量系统的标定方法

针对基于二进制编码结构光的三维形貌测量系统,利用交比投影不变原理,提出了一种可同时标定摄像机模型参数与投影光平面方程参数的方法。另外,为了克服原系统只能求取部分光平面方程的缺点,利用靶标坐标系与摄像机坐标系之间的约束关系,提出了一种间接标定光平面一般方程的方法。本文阐述了该测量系统的测量原理,提出了标定方案,给出标定结果。实验结果验证了理论分析的正确性和应用的可行性。     

代数重建算法中一种快速投影系数计算方法

针对ART（Algebraic Reconstruction Technique）算法重建图像中投影系数是影响重建速度和重建质量的主要因素,提出一种快速计算投影系数的方法。该方法由射线出发,根据射线与网格相交的不同情况,分类快速求解投影系数。同时利用平行射束下射线的相关性与对称性,避免大量重复计算,节省了计算时间。仿真实验选用Shepp-Logan模型,结果表明该方法快速有效。     

摄像机镜头非线性畸变校正方法综述

由于加工误差和装配误差的存在，摄像机光学系统与理想的小孔透视模型有一定的差别，致使物体点在摄像机图像平面上实际所成的像与理想成像之间存在不同程度的非线性光学畸变。为了提高图像检测、模式匹配等定量分析的准确性，必须对这一类畸变进行修正。近年来，国内外学者就此问题进行了大量的研究，为了使人们概略地了解该领域的研究现状，为此首先介绍了摄像机成像模型与镜头非线性畸变模型，并回顾总结了摄像机镜头非线性畸变校正方法，然后进一步提出从原理上将这些方法分为基于控制对象的方法和基于模式的方法两大类，最后分析比较了各种方法的优缺点。     

摄像机畸变模型的比较与选择

合理选择摄像机模型是摄像机标定的首要任务,而传统的模型选择方法主要采用单一的重建精度指标来评判模型的合理性,存在明显的局限性.针对摄像机模型的比较和选择问题,分析和定义了模型的重建精度与泛化性能、模型估计的稳定性和标定参数的不确定性3个性能指标.重建精度与泛化性能指标不仅度量了模型对标定控制点范围内数据的重建误差大小,而且还反映了模型对于控制点范围之外数据的适应程度;稳定性指标描述了标定结果对于标定数据空间分布的依赖程度;不确定性指标则反映了标定结果的偶然性.这3个指标具有一定的互补性,且稳定性和不确定性指标无需进行重建,可以直接通过标定结果进行评判.最后以3个不同特点的摄像机及8种不同类型的畸变模型为例,通过实验验证了3个指标的合理性和可行性,为合理选择摄像机模型提供了一种有效途径.     

Multi-Wavelength vs. Binary Code Pattern Unwrapping in Fringe Projection Method

Phase extraction, phase unwrapping and phase to height conversion are consecutive steps within the fringe projection method for reconstruction of 3D objects. The procedure of determining discontinuities on the wrapped phase, resolving them and achieving the unwrapped phase is called phase unwrapping. A software system was developed that provides the ability to create many kinds of patterns with a verity of desirable properties suitable for different demands in fringe projection systems. In our previous work, an experimental study was reported based on a multi-wavelength unwrapping approach. In the following work, we implemented a new method called binary code pattern unwrapping that is based on time analysis. A comparison of the two unwrapping approaches in terms of resolution, quality, noise, depth accuracy, and computational cost is provided.     

一种基于斜率的摄像机畸变校正方法

普通 CCD摄像机在成像时都存在畸变成像误差 ,在机器人视觉检测及自动装配中 ,有效地进行误差校正对准确确定物体的位置具有重要的意义 .本文采用带有一阶径向畸变的小孔摄像机模型 ,提出一种基于线段斜率的方法 ,对摄像机镜头的径向畸变进行校正 ,不必标定太多的摄像机的外参数 ,方法简洁 ,适合于视觉系统中对摄像机畸变的实时校正 ,或对摄像机捕获的图像进行几何校正 .实验表明 ,具有很强的鲁棒性和较高的校正精度     

基于改进球面透视投影的鱼眼图像畸变校正方法

针对传统的球面透视投影计算量大、校正过程繁琐的问题,对主视图投影半径进行 改进,以提高校正效率。首先采用Hough 变换圆检测法求得鱼眼图像像主点和半径,并以一条弧 线经过球面透视正向投影后拟合直线的相关系数作为评价指标,求得最优投影球面半径后校正鱼 眼图像主视图;在此基础上提出一种新的2D 校正法——扇区映射法,该方法从主视图边界在鱼 眼图像中的投影轨迹出发,在极坐标中直接对鱼眼图像进行映射,得到校正后的周围视图。两个 实例结果验证了所提方法的有效性与可行性。     

基于OpenCV改进的摄像机标定法

针对计算机视觉领域的摄像机标定问题,考虑到畸变对标定精度的影响,介绍了开放计算机视觉函数库OpenCV和摄像机模型,给出了基于OpenCV的摄像机标定算法;该算法充分运用了OpenCV的函数库功能,具有很高的标定精度和计算效率,可以满足立体视觉系统的需要.     

增强现实中的摄像机径向畸变校正

增强现实系统中,有效地进行摄像机镜头畸变校正对提高虚拟环境的精确性具有重要意义.首先提出一种基于成像几何的畸变校正方法,采用带有一阶径向畸变的摄像机模型,对镜头径向畸变进行校正,再根据校正后的图像计算摄像机投影矩阵.实验表明,基于成像几何的畸变校正算法具有较高的畸变校正精度,640×480的图像中,最大畸变量达90多个像素.与利用理想针孔摄像机模型得到的增强现实环境相比,畸变校正后得到的叠加结果更为精确.     

双线阵CCD相机的畸变校正和标定方法

在双线阵CCD的三维重建中,对线阵CCD相机的标定和镜头畸变校正是基础环节。提出了一种用于三维重建中的双线阵CCD标定及镜头畸变校正方法。根据左右相机间的单应性关系,以及线阵CCD的成像原理,将双目相机间的空间关系分解成姿态角与错切角的关系。通过靶图数据的拟合,对姿态角和镜头畸变进行校正,根据求出的错切角完成相机间的标定,实现对具有镜头畸变的双线阵CCD的标定。实验结果表明,标定和校正精度满足后续三维重建中图像匹配的需求。     

一种复合光栅投影的在线相位测量轮廓术

提出了一种复合光栅投影的在线相位测量轮廓术,以解决在像素匹配和相位计算过程中对条纹频率不同需求的矛盾;在像素匹配过程中,提取高频信息以获得质量较高的调制度图像;在相位计算过程中,通过滤波提取低频分量对被测物体进行三维重构,避开高频分量造成的误差;在滤波过程中,设计了一种组合滤波窗,提升了滤波精度;仿真和实验证明了所提方法的有效性和实用性,使用该方法重构物体的误差约为0.89%。