折反射全向图像柱面展开校正算法研究

传统图像校正方法无法直接应用于折反射全向图像.为了有效解决折反射全向图像的校正问题,提出了一种通过校正对应柱面展开图来校正折反射全向图像的方法.该文首先分析了全向图的获取与展开,而后根据柱面全景图像成像原理,讨论了其对极几何约束与求解;接着依据校正图像是否充分有效利用参考图像,提出了图像校正重采样效应的评估准则;最后分析了在这一准则下,柱面图像的基于极线采样校正方法在像素保持率和像素有效率上的优势,并重点研究了如何依据对极几何来最大限度对参考图像进行采样,以减少像素损失和图像畸变.实验结果表明,该方法可以有效提高校正图像的像素保持率和像素有效率.     

一种DSP折反射全景图像实时展开方法

为了提高折反射全景图像展开速度,可采用查表来取代耗时的计算,但查找表需要大量的存储空间,于是采用分块预取方法。通过分块,将待处理目标图像块对应的查找表和原始图像分块预先存入DSP片内存储器并完成展开,可以降低存取访问开销,加快查表展开。实验结果表明,分块预取方法在对1024×768分辨率的原始全景图像展开为1152×256分辨率的目标全景图像时,展开数据可达每秒97帧,与不采用分块预取策略的查表展开方法相比,此方法要快近20倍。     

基于立体折反射全向成像的柱面全景深度估算

针对立体视觉原理的新型立体折反射全向成像系统结构设计和面向立体柱面全景像对的局域灰度相关对应点快速匹配算法,从捕获的全向市体影像中提取有效深度信息,用于辅助全向视频分析处理中的对象检测和跟踪.采用单相机和两个不同参数的抛物面型反射镜构造了一种共轴结构的折反射全向立体成像装置,捕获的存在一定视差的原始全向立体像对被投影展开为立体柱面全景像对,而后通过特定对应点匹配算法提取稠密的深度信息.对应点匹配算法采用局部区域灰度相关的算了,并充分利用了双向匹配和柱面全景的外极线约束来提高匹配的速度和准确度.仿真实验有效恢复了场景深度信息,证明了整套装置结构设计及深度估计方法的有效性.     

反馈控制采集的双模式折反射全景成像处理系统

为解决折反射全景成像系统中的采样分辨率与帧速之间的矛盾,通过反馈控制图像传感器的参数配置,设计并实现了一个全局与局部双模式的全景成像处理系统.在全局模式下,为保证采集帧速率,使用行列跳跃模式采集完整的环状全向图,并将其展开为包含360°全局信息的柱面全景图像;在局部模式下,根据感兴趣区域的空间位置设置采样窗口大小及位置,以逐像素采样模式只采集全向图中相应的一块矩形区域,并将其展开为对应视线方向上高清晰度的局部透视图;最后给出了DSP+FPGA结构的系统硬件设计方案.实验结果表明了该系统设计的科学性及实用性.     

一种基于凸曲面反射镜的柱面全景图像无缝快速生成系统

全景图像在虚拟场景绘制和监控等领域有着广泛的应用。传统的全景图像生成需要在一个视点拍摄多张、多角度有边界重叠的图像再进行拼接,拍摄要求很高,制作繁琐。本文设计了一种新的全景图像生成系统,在一个视点只需拍摄一张图像,经过变换即可得到360度柱面全景图像。     

互补柱面全景图像对的差异分析及其配准

在引入互补折反射全景装置结构基础上,对内外环互补折反射柱面全景图像对应点存在差异的原因进行了详细分析。针对两幅图像间对应点坐标差异,研究了用Harris角点配准方法寻找配准变换模型的方案,以解决互补折反射柱面全景图像对的配准问题。实验分别给出了使用仿射、投影、多项式变换模型的配准结果及精度,表明三次多项式模型具有更好的适用性。     

全景图像生成算法的研究与实现

针对虚拟现实中的柱面全景图生成问题提出了一种简单实用的算法。该算法通过对图像重叠部分的相交特征线段进行提取和匹配来实现相邻图像的拼接。在此基础上编制了全景图生成工具VR-Maker，并取得了良好的实验结果。     

基于FPGA的折反射全景图像查表实时展开

为设计嵌入式折反射全景实时成像系统,在FPGA上通过查表实现折反射全景图像展开,并结合FPGA特点,采用图像分块展开、时间隐藏数据读写技术、FPGA流水线等方法提高展开速度。实验表明,将1024×768 YUV 4∶2∶2格式源图像展开为1280×256 YUV 4∶2∶2格式目标图像,速度可达100fps,展开速度比基于单像素的全景查表展开提高约12倍。     

柱面全景图像自动拼接算法

提出了一种基于特征点匹配的柱面全景图像拼接算法。首先将360°环绕拍摄的序列图像投影到柱面坐标系下;然后提取各图像的SIFT（Scale Invariant Feature Transform,尺度不变特征变换）特征点,通过特征点匹配完成两幅图像的配准;再根据配准结果计算出图像间的变换参数;最后采用加权平均的融合方法对两幅图像进行无缝拼接。实验表明,算法可以有效、快速地自动生成柱面全景图像。     

一种快速的柱面全景图像拼接算法

长久以来在计算机视觉、图像处理和计算机图形学的研究中,图像拼接技术一直都是主流方向。利用它能够构造大场景图像及全景图像,借此以产生大视角的高清晰度图像。目前,这种技术被广泛应用在虚拟现实领域、医学图像处理领域、遥感技术领域和军事领域中。提出了一种基于图像特征点匹配的柱面全景图像拼接算法,实验表明,该算法具有匹配精度高、鲁棒性强等特点,可以快速而高效地生成柱面全景图像,具有很高的实用价值。     

基于泰勒模型的全向图像展开

由于具有快速的宽视角成像特性,全向相机引起了计算机视觉界越来越多的关注。但是严重失真的图像也使得后期的处理复杂化,不便于经典的透视相机算法的应用。本文在泰勒成像模型下,推导了柱面全景图的重投影展开过程,同时进一步提出了一种新的N面透视全景图的展开方法。这种重投影展开不依赖于精确的全向相机模型参数。两种展开全景图像中每个像素都与3维空间中的一条光线对应,方便了普通相机的外极线校正和3维重建算法的应用。模拟数据和真实图像的实验都表明该算法的有效性。     

一种改进的柱面全景视图生成方法

研究了相机存在绕光轴转动的情况下柱面全景图的生成，首先对柱面图像进行傅立叶变换，根据图像的傅立叶谱来估算出图像间的初始平移和旋转运动参数，再利用Levenberg-Marquardt非线性最小化方法逐步求精各运动参数，最后根据计算出的运动参数进行图像拼合获得柱面全景视图，实验结果表明该算法可以获得比较理想的拼接效果．     

一种快速的柱面全景图像拼接算法

基于等距离匹配思想,提出一种快速的柱面全景图像拼接算法。对于相邻两幅待匹配图像,设定相同大小的比较区域,从两幅图像中心垂线开始向重叠方向同步长移动并进行比较。在比较区域中采取随机取点的方式,计算对应点的颜色差值并累加,若达到某一设定阈值,则停止计算,移动比较过程中,计算次数最多的比较区域中心位置即为最佳匹配位置。该算法可以尽早排除非匹配位置,减少计算量,提高全景图像生成速度。利用该算法思想对随机顺序输入的场景图像序列进行排序,可以获得按照实际场景内容排列的图像序列,然后进行全景图像匹配拼接,实验结果表明该算法快速有效。     

八向对称重用策略降低全景图像查表展开法查找表空间

为解决全景图像查表展开法所需查找表空间过大问题,提出八向对称重用的策略.首先,把展开前圆环状全景图像看作一系列同心圆环,沿圆心将这些圆环均匀划分成八个对称的扇形区域.然后,利用空间几何对称性原理,建立八个区域中像素点之间的对称变换关系,这样只需保存一个扇形区域的全景变换像素坐标映射结果,从而将查找表存储空间降低为原来的八分之一.嵌入式应用实验表明,与传统的全景图像查表展开方法相比,所提出方法不仅将所需查找表存储空间降低了8倍,而且将全景图像展开速度平均提高2.74倍.     

基于单幅折反射全向图的水平直线3维重建

与传统的利用立体视觉原理进行3维重建不同,在研究基于单幅全向图像重建空间水平直线问题的基础上,首先指出基于直线在全向图中的两个像点即可重建该水平直线,然后通过分析和推导空间水平直线在全向成像系统中的成像特点,有效简化了全向图中的水平直线检测;针对现有“四点定位”方法的不足,提出了一种基于“主像点/非主像点”的水平直线重建算法,并详细分析了像点提取精度对直线重建结果的影响。实验表明,在不同的像点提取精度下,对于不同空间水平直线,该重建算法均能取得较好结果。     

基于全方位视觉传感器的驾驶疲劳视频检测装置的设计

针对驾驶疲劳问题,设计了一种基于全方位视觉传感器的驾驶疲劳视频检测装置;首先使用全方位视觉传感器采集到驾驶员脸部、方向盘和道路环境的视频信息,接着采用图像识别手段检测各种能反应驾驶员疲劳的因素,如驾驶员的感知疲劳、判断疲劳和动作疲劳,最后根据以上所检测到的信息综合判断驾驶员是否处于驾驶疲劳状态;实验结果表明,该检测装置能有效地减少驾驶疲劳的漏判率和误判率。     

嵌入式全方位视觉跟踪器

为了实现自引导车AGV(automatic guided vehicle)的自主导航,设计一种基于全方位视觉的嵌入式跟踪器.该跟踪器将鱼眼镜头与现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)以及CMOS感光芯片相集成,实现一种小型化、结构化的设计.在此跟踪器上移植改进的均值漂移和粒子滤波相结合的跟踪算法,实现基于鱼眼图像的动态多目标跟踪,并通过与传统算法的分析、比较来体现改进算法的优越性.实验结果表明本文所研究的跟踪器具有良好的跟踪效果,满足实时性、准确性和鲁棒性的要求.     

浅谈立体式病毒防御的思想

传统的病毒防御措施仅针对单体式病毒防御，缺乏立体化防御措施，导致顾此失彼，无法有效进行病毒防护。本文探讨了一种立体式病毒防御思想，提升全方位的病毒防御能力。