内投式球幕投影系统的实现算法

针对内投式球幕投影中涉及的计算机处理过程,提出了基于虚拟球面变换和虚拟鱼眼透镜投射的内投式球幕投影算法,并针对不规则鱼眼透镜导致的球幕映像扭曲,提出了基于等立体角投影函数的六阶函数校正算法,该六阶函数的系数可通过简单求解六元一次方程获得。实验结果表明,该方法能完全消除不规则鱼眼透镜导致的球幕投影扭曲。针对球幕投影导致的图像亮度分布变异提出了基于投射角余弦修正的球幕光强校正算法。实验结果表明,该算法成功地把与输入二维图像亮度分布差异明显的球幕投影图像校正至与原始图像亮度分布高度一致的状态。该方法对球幕投影系统的设计和软件开发具有重要的理论指导意义和实践应用价值。     

应用经纬映射的鱼眼图像校正设计方法

为了消除鱼眼镜头带来的形变,该文提出了一种应用经纬映射的鱼眼图像校正设计方法,推导了消除变形的数学依据,总结出一种不需要任何标定数据,快速的纠正等角鱼眼变形的算法。使用经纬映射图像的校正方法,可以把扭曲的半球鱼眼图像投射为普通照片的四方形状,也即通过投射降低图像的扭曲程度,在视觉上基本达到实用要求。     

一种基于球面透视投影约束的鱼眼镜头校正方法

鱼眼镜头摄像机具有较大视场，但是，使用鱼眼摄像机拍摄的图像会有非常严重的变形．该文研究基于球面透视投影约束的鱼眼镜头校正方法．球面透视投影约束是指空间直线的球面透视投影为球面上的大圆．作者首先使用含有变形校正参数的鱼眼变形校正模型，将空间直线的鱼眼投影曲线上的点映射为球面点，然后通过球面点到大圆的球面距离最小来拟合大圆，恢复了变形校正参数，从而实现了鱼眼图像的校正．模拟实验和真实图像实验表明，该方法能得到比较满意的校正结果．     

基于球面坐标定位算法的鱼眼图像校正方法

鱼眼镜头因其宽视场和短焦距而广泛应用于机器人导航、智能交通等领域。但鱼眼镜头拍摄的鱼眼图像存在较大程度的扭曲失真,所以图像校正问题值得研究。本文提出了基于球面坐标定位算法的鱼眼图像校正模型算法。首先运用预处理把鱼眼图像中的有效区域识别并提取出来。然后采用扫描线逼近法,得到较快的速度和较好的识别效果。由于不需要对图像进行标定,因此只选用二维算法进行校正。最后将球面坐标定位算法和双线性灰度插值方法相结合,并与传统的球面投影法进行对比试验。实验表明,与传统的球面投影模型相比,球面坐标定位模型运行速度更快、图像校正质量更好。     

鱼眼投影在虚拟实景中的应用研究

为了生成大视野的虚拟场景扣逼真的模拟球面，本文把鱼眼投影应用到虚拟实景中，给出由经纬映射图像生成角鱼眼投影的算法，并且在实现了三维浏览扣缩放，最后通过实例证明了鱼眼投影虚拟空间的效果．     

鱼眼图像校正及拼接的研究与实现

鱼眼图像视角大,两幅图片即可拼接成全景图,但鱼眼图像存在严重变形。该文利用场景中直线的鱼眼投影曲线,使用球面透视投影约束,得到径向和切向变形参数,实现了鱼眼图像的校正。基于待拼接图像之间重叠部分亮度差最小的原理,确定了重叠区域,通过在重叠区域间的融合,实现了图像的无缝拼接。校正及拼接结果表明,该方法能得到较为满意的效果。     

鱼眼图像校正和配准算法研究

提出一种对鱼眼图像进行校正和配准的算法。首先把鱼眼图像从相等距离投影模型映射到参数化球面投影模型,使得合成球面全景图成为一个平移求解问题。然后使用非线性优化算法进行图像的配准。在合成场景的球面全景图以后,通过重投影球面全景图到视平面来完成虚拟场景的实时漫游。     

不同拍摄条件下多投影图像几何校正方法

针对多投影图像几何校正过程受投影场景限制的问题,通过改进经典的基于Bezier曲面几何校正算法,提出一套适合不同拍摄条件下的几何校正方案。该方案根据不同的投影场景特性,采取合理的方法步骤,建立预扭曲图像与原始图像之间的转换关系,对原始图像进行几何预扭曲变换,使投影图像符合要求。实验结果表明,经几何校正后,各投影图像无几何畸变,衔接处几何内容完全匹配。该方案操作简单,运算复杂度低,系统成本小,适应不同的投影场景。     

基于双线性插值的鱼眼图像校正方法

鱼眼镜头具有大视场、短焦距等优点,近年来被广泛应用到不同的领域。由于鱼眼镜头成像存在较大的畸变,目前主要用来目标监测,在目标物体的识别方面应用得很少。为此,提出一种基于球面透视投影约束的鱼眼图像校正方法,并用双线性插值法对校正后的图像进行填充,为鱼眼镜头在目标物体识别跟踪方面的应用做了准备工作。实验结果表明采用上述方法能够很好地对鱼眼图像畸变进行校正,且校正后的鱼眼图像符合人的直观感觉,真实感较强,图像边缘清晰。     

一种基于经线模型的鱼眼图像校正算法

鱼眼镜头所拍摄的图像具有严重的畸变。为了消除鱼眼图像的畸变,提出了一种改进的基于经线模型的校正算法。该算法首先建立经线模型,然后利用改进的校正算法对鱼眼图像进行校正,再建立半圆模型对校正过的图像进行修正,得到最终的图像。该算法不需要进行鱼眼镜头的标定以及参数的估计,通过建立全局统一的模型,对鱼眼图像进行校正。通过对模型图像和真实图像进行实验,结果表明,文中提出的算法能高效快捷地对鱼眼图像进行校正,而且具有较好的效果。     

煤矿鱼眼畸变图像校正

针对煤矿井下视频监控系统中鱼眼图像的畸变问题,根据理想球面透视投影模型的保线性约束条件,提出一种面向内容的校正参数自动获取方法,即通过对鱼眼畸变图像进行数学形态学和随机霍夫变换预处理得到所需的图像边缘特征直线,然后统计水平和垂直线段在总线段中的比例,分析统计结果,获取最佳校正参数。为了减少图像信息过多对校正参数获取过程的影响,对理想球面透视投影模型进行了改进,提出一种改进的鱼眼畸变图像校正方法,实现了对图像中心的转移和部分区域的放大。实验验证了该方法对鱼眼畸变图像的校正效果较好。     

鱼眼图像轮廓提取及校正研究

提出鱼眼图像轮廓提取的扫描线逼近算法,算法能够准确地求取鱼眼图像的圆心坐标和半径,特别是在鱼眼图像圆形轮廓区域内存在大量黑色像素点、统计算法失效的情况下,该算法仍能准确地提取图像轮廓,计算图像定位参数,具有明显的优越性.在此基础上,采用球面坐标定位校正方法进行图像扭曲变形校正,取得了较好的图像校正效果.     

一种新的鱼眼图像校正算法

鱼眼镜头由于焦距短视角大而在不同领域得到广泛应用,但鱼眼镜头在成像时由于不同视场垂轴放大率不同,使图像产生畸变,影响鱼眼图像的实际应用价值,由此引起了人们对鱼眼图像的研究热潮。该文就校正鱼眼图像畸变问题展开研究,首先提出了一种新的确定鱼眼图像有效区域的扫描线逼近算法,解决了经典扫描线逼近法在有效区域边界存在大量黑色像素点时容易出现偏差的问题。然后,又提出了一种对鱼眼图像横向和纵向同时进行校正的算法,实验结果表明新的校正算法的横向校正效果与经度校正算法相近,纵向校正效果明显优于经度校正算法,在校正速度上也有所提升,且校正后的图像清晰度要远远好于经度校正算法校正后的图像。     

基于嵌入式CPU-GPU的高清鱼眼视频实时校正系统

在安防监控领域,需要鱼眼实时监控系统实现360°×180°大范围高质量无死角全景实时监控,现有的鱼眼校正系统存在成本较高,灵活性差,特别是清晰度不高和实时性差等方面的问题。针对如何提高全景高清鱼眼视频校正的实时性问题,提出了基于嵌入式平台STiH418的CPU-GPU高速通信协议和基于可编程着色器的嵌入式CPU-GPU内存共享方法,并利用GPU的纹理映射技术实现了全景高清鱼眼视频实时校正系统。实验结果表明,与相关校正系统相比,该系统很好地兼顾到算法效率、图像校正效果和完整性,可以完全满足360°×180°的全景高清（400万像素,2 048×2 048p30）鱼眼视频实时监控,而且与使用PC服务器相比嵌入式系统降低了系统整体成本,ARM CPU软件生成更新校正算法和可事时实时和事后的虚拟PTZ提高系统灵活性和稳定性,因此该系统具有很高的实用价值。     

基于视点纠正的鱼眼图像场景化漫游方法

针对鱼眼图像畸变大、表示的场景信息不直观等特点,本文提出了一种 基于视点纠正的鱼眼图像场景化漫游方法。该方法以鱼眼图像所表示的半球空间为观察对 象,通过视点的转移在半球空间进行漫游,以对不同区域内的场景信息进行直观的观察。采 用鱼眼图像校正算法为基础建立鱼眼镜头的球面映射模型,通过映射关系对以视点为中心的 观察区域进行实时校正,当视点变化时对校正后的可视区域进行实时显示从而实现漫游。实 验结果表明,通过本文算法能够实现鱼眼图像所表示半球空间的实时漫游,且漫游时显示的 校正图像满足直线约束标准。     

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。     

自适应复杂环境的投影图像校正算法

为实现投影仪在任意表面上的自适应投影,提出一种可以在日常环境光照条件下进行自动几何校正和色彩补偿的投影图像校正算法.该算法使用基于二进制编码结构光的离散映射集合方法,通过计算对应像素映射关系消除投影图像的几何畸变;然后应用一种优化的朗伯特反射模型构造投影表面的纹理空间,对原始投影图像进行预处理和全局亮度补偿,最终实现投影图像的颜色补偿.实验结果表明,基于文中算法在复杂环境中进行投影,可以在不规则几何表面上投影出符合视觉期望的无变形图像,并能够有效地消除投影表面固有纹理和环境光照对投影图像的干扰;将自适应复杂环境的投影图像校正算法应用于传统投影机摆脱了投影机对投影幕布的依赖,可以在任意环境中实现近似于白色平板幕布的投影效果.     

一种投影显示图像颜色失真校正方法

颜色校正是提高投影显示图像视觉效果及内容感知理解程度的重要环节,针对此,提出了一种基于颜色空间变换和亮度响应函数(ITF)的颜色校正方法。设计一幅16×16的灰度渐变棋盘格作为标定图像,进行采样;利用测光表测量环境光,以调整相机拍摄参数;根据投影仪-相机系统映射关系矩阵,求解匹配采样点对;建立亮度响应曲线的经验参数模型,利用最小二乘法估计曲线参数;依据亮度响应曲线的反函数建立颜色查找表,从而实现投影显示图像的颜色失真校正。在LCD投影仪上进行了该算法的可行性和效果测试,实验结果表明:该算法校正后的投影画面质量较好,且实现简单。     

多投影显示墙的全局颜色校正

画面校正是实现无缝多投影显示墙系统的关键环节,针对此,提出了一种基于参数估计和统计思想的全局颜色校正方法.首先根据采样点的粗略分布建立亮度响应曲线的经验参数模型,并通过采样数据来确定该曲线的参数;然后依据亮度响应曲线,引入统计算法来调整投影仪输入,从而实现视觉上无缝的多投影拼接显示.最后在2×2和3×5多投影显示墙上进行了该算法的可行性和效果测试.结果表明,该算法比现有颜色校正算法的画面质量更好,亮度更高.     

一种改进的单目机器人立体视觉系统校正方法

基于三棱镜的单目立体视觉系统具有高集成度、低功耗、易装配等特点,但外置的棱镜也会引发不规则的图像畸变,影响成像质量。首先采用双边滤波函数对目标图像进行降噪处理,增强图像中的边界,有效提高标定图像中的特征点提取的准确性;然后结合透视投影中的直线性、交比一致性和没影点收敛性等投影不变性提出一种改进的自适应畸变校正算法。该算法无需畸变模型及畸变参数,通过校正前后特征点的偏移,最终得到畸变校正所需的像素位移图。实验对比了多组图像的特征提取效果和畸变校正结果,并比较了不同校正方法对于系统中产生的不规则畸变的校正效果,结果表明该算法具有鲁棒性和准确性,提高了机器人视觉系统的准确度。