基于转台角度的远场图像快速校正方法研究

在激光照射器性能监测系统中,针对靶板的运动特性、连续采集的目标靶板图像有不同程度畸变等情况,提出一种以转台相对角度作为畸变参量对连续远场图像进行畸变校正的方法:在建立世界坐标系和图像坐标系的前提下,利用一张参考图象选取的四个特征点及转台编码器提供的俯仰/方位角,建立远场图像畸变校正的数学模型,实现对连续远场图像的快速校正。通过测试数据表明,该畸变校正方法对运动过程中靶板的校正精度为0.3pixel,为激光照射性能监测系统后续计算提供了准确有效的远场图像。     

激光照射器立靶测试中靶板识别方法

在激光照射器立靶测试系统中,针对外场环境背景复杂、对比度低等情况,导致动态靶板难以精确识别,提出一种基于小波变换的多尺度模板匹配识别动态靶板方法,采用小波变换和多尺度理论相结合的多层次搜索匹配策略,首先在图像分辨率最低层次进行粗匹配,剔除大量非匹配点,保留对应准匹配点;然后沿图像分辨率增大方向在准匹配点进行逐层局部匹配,直到匹配结束,精确识别出靶板的四个角特征目标区域,精确定位靶板角特征目标点.实验表明,该方法对动态靶板中心的测量精度达到0.4pixel,对激光照射器照射精度测试的研究有重要意义.     

基于LMBP神经网络的非线性畸变图像校正研究

利用LMBP神经网络具有任意的非线性映射能力及快速收敛的特点,提出了一种非线性畸变图像的校正新算法.该算法不仅可以实现有校正模板的畸变图像校正,还可实现无校正模板的畸变图像校正.实验结果表明,该算法具有校正精度高,实现方法简便等特点,是一种有效的非线性畸变图像校正算法.     

激光照射监测系统可见光和红外图像融合方法

激光照射性能监测系统的激光照射命中是评估激光武器系统的重要指标之一。激光照射性能监测系统采用双传感器进行激光光斑和目标靶板的图像采集,提出了一种对所采集图像进行融合的方法:完成了图像中可见光图像与红外图像的配准、红外图像中激光光斑的提取、光斑提取图像与可见光图像的融合。提出的方法实现了视场范围不同、分辨率不同的可见光图像和红外图像的融合,融合后的图像真实再现了光斑照射的情景,图像中目标信息丰富明显、光斑轮廓清晰。     

激光跟踪仪靶球识别图像处理方法研究

激光跟踪仪是大型装备制造过程中的大尺寸精密测量仪器,在跟踪测量过程中,容易丢失目标,影响工作效率,无法继续跟踪.图像处理法对靶球进行目标识别,以实现靶球的断光续接.本文采用模板匹配和Hough变换两种方法,首先将图像处理技术应用于模板匹配,先对拍摄到的靶球进行不同的边缘提取法处理,然后再利用模板匹配法,提取目标靶球的中心坐标;其次利用Hough变换法求取并标定靶球中心坐标.通过对比不同方法提取到的目标的中心坐标,得到较为准确的提取方法,实现在脱靶后激光跟踪仪准确的跟踪目标.     

基于鱼眼镜头的全方位视觉系统的设计及实现

在对基于全方位视觉的移动机器人机动目标识别跟踪进行研究的基础上,建立了基于鱼眼镜头的全方位视觉图像的畸变矫正系统.该系统采用基于立方体投影模型来矫正畸变的鱼眼图像,并用基于立方体投影的鱼眼镜头图像畸变校正系统对鱼眼图像进行了畸变校正.实验结果表明采用以上方法能够有效的克服原始的鱼眼图像存在的几何变形,校正后的鱼眼图像符合人的直观感觉,真实感较强.     

一种自动检测靶板角点的方法

靶板是立靶调炮速度测量系统的重要组成部分,针对传统的角点检测算法不能自动检测靶板角点的问题,提出了一种基于图像处理技术的靶板角点的检测方法。对CCD采集的靶板图像进行自适应平滑滤波提高图像信噪比,达到去除噪声和细节增强的目的,采用迭代式阈值分割算法分割靶板,通过形态学运算对分割后的像素点进行填充,利用连通域分析和链码法提取目标区域轮廓,利用多边形逼近算法对靶板轮廓进行逼近,利用逼近结果检测靶板角点。在CCD分辨率1280×1024,像元尺寸14μm,焦距50mm,测量距离5m的情况下,检测精度小于1.4mm,在立靶调炮速度测量中具有重要应用价值。     

一种通用的基于抛物面模型的鱼眼图像校正算法

鱼眼镜头具有较大的视场,但所拍摄图像会产生严重的桶形畸变,使用时需要进行校正。提出一种新的基于抛物面的透视投影模型,分析了此模型下图像的投影特征及抛物面参数对校正效果的影响,利用鱼眼图像中的特征点拟合出抛物面的最佳参数值,最后通过拟合后的抛物面模型将鱼眼图像映射成透视投影图像,实现了对鱼眼镜头畸变的校正。实验表明,与传统的球面投影模型相比,该模型有更好的校正质量。     

红外导引头边缘模板匹配跟踪算法研究

实时目标跟踪是当前红外成像导引头图像处理中的关键技术,文章提出了基于特征点邻域的边缘模板匹配目标跟踪算法,该算法从红外图像中获取特征点,以特征点为中心选取参考模板,然后利用边缘检测算法获得边缘点集,最后使用改进的Hausdorff距离测度进行边缘点集的匹配,.从而实现实时目标跟踪.文章深入分析和探讨了模板的选取原则和提高算法实时性的四项措施.仿真实验测试证明,该方法能够很好的解决跟踪点滑动和漂移的问题,并满足实时性要求,跟踪稳定.     

基于视觉的远场激光光束质量的检测方法

介绍了一种远场激光光束质量的检测方法,可检测远场激光的光斑位置、光斑大小和光强分布。漫反射特性的靶板在远场接收激光,采用视觉系统以一定角度拍摄靶板图像,采用VC++编制软件对图像进行处理,得出检测参数。给出了系统的组成和图像处理算法,并进行了检测精度测试,光斑位置测量误差小于2 mm。实验结果表明,视觉系统不需要标定,测量方便,可在野外现场检测。     

运动目标的识别跟踪控制研究

针对空中运动目标的识别和跟踪,提出图像匹配算法和连通域算法相结合的方法。该方法主要用图像匹配算法获得目标的位置信息,当图像匹配算法失效时,则采用连通域算法重新捕获目标、获得图像模板。同时,为提高跟踪的实时性,采用最小二乘线性预测法来预测目标的运动轨迹。在实验室的目标跟踪系统平台上,该方法能够对运动目标进行稳定的识别和跟踪。     

红外热像仪综合性能的客观评价及实现技术

为了改进红外热像仪综合性能指标的适用性并减小视觉感知引入的检测不一致性,研究了TOD检测方法及其机器视觉实现技术.针对MRTD方法在评价凝视阵列热像仪综合性能时的局限性,分析了TOD检测方法对凝视阵列热像仪动态场景检测、动态非均匀性校正等技术的适用性,通过在成像观测环节用人类视觉传递函数及心理认知模型取代人类视觉观测过程,用模糊函数抽取模拟热像仪信道模糊过程,用几何模板匹配取代视觉认知过程,实现了TOD指标检测过程的客观化.采用TOD检测方法可将热像仪综合性能指标的测量不确定度由±20%改善到8%,采用几何模板匹配过程实现机器判读时可进一步减小约1/2.采用TOD指标及机器视觉实现方法可有效提高凝视阵列热像仪综合性能指标的适用性和一致性.     

基于模板匹配的发票号码识别算法

针对数字识别系统中的发票号码识别问题,提出了一种有效的基于模板匹配的发票号码识别算法.通过对发票数字图像进行前期处理以获得单个字符图像,根据印刷体数字二值化后矩阵特点,基于模板匹配的思想,将待识别字符图像与模板图像进行信息区叠加,对叠加后的图像进行不匹配像素统计,从而得到匹配系数,取匹配系数最小值为最佳匹配.结果表明,该方法简单有效,抗干扰性强且识别率较高,识别发票图像准确率可达99%.     

视频监控系统中的多摄像头跟踪优化设计

针对分布式广域视频监控系统,提出了一种基于多摄像头融合的跟踪优化方法.该跟踪优化算法根据目标优先级和目标在各个摄像头中的遮挡状态及其分割图像大小进行数据加权融合,优先分配高优先级目标给具有最佳权值的摄像头进行跟踪,并动态平衡各个摄像头的跟踪负载,将跟踪负载过重的摄像头中的低优先级目标分配给其他摄像头进行跟踪.为了有效地建立重叠摄像头之间目标的对应关系,对于摄像头远离监控地平面和目标的场景,通过摄像头监视背景图像之间的SIFT特征匹配自动生成对应点,利用这些对应的关键点确定重叠摄像头之间的单应性变换矩阵参数,再根据目标质心坐标之间的单应性变换进行一致性匹配;对于摄像头近邻监控地平面和目标的场景,通过目标分割图像之间的SIFT特征进行一致性匹配.实验结果表明:该方法能有效地实现广域监控场景中多摄像头的协同跟踪,达到了较高的跟踪性能.     

运动目标检测与识别算法的研究

传统的运动目标检测方法不能精确检测目标发生仿射形变,为此提出一种动态模板匹配改进算法。该算法首先利用改进后的瞬时差分算法对序列图像中的运动物体进行检测和定位,提高检测与识别的实时性;其次,采用仿射不变矩作为提取目标时的不变特征,从而克服不能有效检测与识别时发生仿射形变目标的缺点。实验仿真结果表明,该算法优于传统的动态模板匹配算法。     

数字相机径向畸变差检测及改正

由于数字相机光学镜头加工和装配误差的存在,使得相机图像平面上所成的像存在不同程度的非线性光学畸变,这样势必会影响图像检测、拼接和定量分析等的准确性。因此在进行精确检测、定量分析之前,需要对这类图像进行畸变改正。本文依据投影几何中空间直线经中心投影变换后仍是直线的原理,对数字相机的径向畸变进行检测,利用检测结果对畸变图像进行逐点改正,最后使用平滑模板来消去改正过程中产生的噪声点。实验表明,采用直线约束方法求解畸变系数是可行的,利用直接改正方法可以使畸变图像得到较好的改正。     

多阶微分环形模板匹配跟踪方法

基于环形模板结构提出一种新的模板匹配跟踪方法,在匹配准则函数中增加了图像的多阶微分匹配信息,在确保算法具有旋转不变性的前提下,可有效提高算法识别的准确性.匹配模板中的像素按环形结构排列,环形结构的中心对称性确保了算法具有旋转不变性.根据图像的灰度值可计算图像的各阶微分值,匹配准则函数由灰度匹配值和各阶微分匹配值共同构成.微分匹配信息中包含了图像的细节信息的匹配结果,因此可提高算法识别的准确性.仿真结果表明:该方法可应用于序列图像的目标识别,在背景复杂或目标发生较大旋转变化的情况下,该方法的识别性能明显优于传统方法.     

基于双目视觉的运动目标检测系统

为了满足室内环境监控的需求,提出一套基于双目视觉的运动目标检测系统。该系统由数据采集与存储模块、运动目标检测模块、对应点匹配模块和测距模块共四部分组成。运动目标检测模块对采集到的双通道视频分别采用背景差分法进行目标提取,然后对双通道的每帧图像进行粗匹配,并采用尺度不变特征变换算法进行精匹配,找到双通道图像的匹配点对,完成运动目标的距离测量。经实验证明,新系统可以有效提取运动目标,并进行距离测量,尤其可以解决目标物被部分遮挡的距离测量问题。