大视场短焦距CCD成像系统畸变校正研究

光学成像系统的非线性几何畸变可以利用数字图像处理技术来进行校正。其中,在以径向畸变为主的非线性几何畸变模型中,本文通过对影响畸变参数测量精度的各种因素的分析,提出了相应的畸变校正模型,并对提高畸变校正精度的途径和技巧进行了探讨和尝试。     

联合几何畸变校正及定标的B-ISAR稀疏成像算法

针对双基地逆合成孔径雷达(B-ISAR)提出了一种可实现几何畸变校正及定标的稀疏成像算法.首先,根据B-ISAR的成像几何建立了一种基于等效转台的回波模型,推导了B-ISAR成像几何畸变及定标因子与等效转台模型的参数之间的解析关系,从而将B-ISAR几何畸变校正及定标问题转化成了参数估计问题;同时,利用目标散射的稀疏先验,基于最大后验概率准则,将B-ISAR稀疏成像问题以及几何畸变校正和定标问题结合起来变成一个联合优化问题.然后,通过迭代优化的方式交替求解,实现目标稀疏成像的同时,实现了成像的几何畸变校正与定标.所提算法运算量适中,且具有很快的收敛速度.     

一种校正畸变图像边缘的改进算法

在已知畸变参数的条件下,针对轮廓简单的畸变图像,提出了综合校正法.该方法通过先直接后间接的空间变换方式来建立理想图像与畸变图像的坐标映射关系.根据图像边缘直线的属性即斜率及截距,来验证综合校正与直接校正的校正精度;同时对综合校正和间接校正的计算量及实时性进行比较.实验结果表明:综合法的校正精度在边缘直线的斜率方面比直接校正提高了的8倍,在边缘直线的截距上提高了的100倍;与间接校正相比,综合校正的实时性好,计算量小.     

基于精确模型和逆投影的超大视场红外图像畸变校正

针对超大视场红外图像畸变大、与人眼视觉差异明显的问题,提出了一种基于精确模型和逆投影的超大视场红外图像畸变校正算法以改善其视觉效果.该算法首先利用精确模型对超大视场红外相机成像中的物、像关系进行描述;然后,针对红外图像像素采样率不高的缺点,利用较为精确的三次卷积插值法对图像进行插值来补全成像信息;最后,根据校正图像上的待赋值像点的坐标,结合校正模型和超大视场红外相机精确模型,计算该像点逆投影到插值图像时的对应坐标,并以最近邻像点像素值作为校正后图像像点的赋值.车载道路场景下的超大视场红外图像畸变校正实验结果显示,所提出的算法图像校正结果边界清晰、无锯齿效应,对场景中的直线平均还原偏差小于0.35 pixels,表明该算法对超大视场红外图像畸变校正具有较好的适用性.     

基于模式的鱼眼图像校正方法

利用鱼眼镜头拍摄照片可以拍摄较大范围视角内的景物,一次获取180度或更大范围内的信息,但需要将获取的图片进行鱼眼图像校正.本文研究了基于模式的鱼眼图像校正方法,试验了3种典型算法,并对其结果做了分析和评估.     

光电测量系统几何畸变数字校正的一种新方法

提出了一种将畸变参数求解独立于相机方位元素求解、同时考虑到校正时光电测量系统光轴与标定板平面不垂直的几何畸变数字校正方法——旋转搜索法。介绍了这种方法的校正原理，建立了相关的数学模型，给出了校正实例，并通过畸变评价函数对校正结果进行了评价。实验证明，该方法获得的校正效果较好，对实验图像的校正使总体畸变误差减为校正前的7．7％，且过程简单，易于实现。     

基于相机内外参数的机载光电平台图像几何校正

传统机载光电平台图像几何校正依赖于控制点,实时性较差,不利于实现自动校正。该文在缺少控制点的情况下,通过相机内、外参数对机载光电平台原始图像进行几何校正。建立了正确的几何数学模型,采用Matlab的Camara Calibration Toolbox工具箱对相机进行标定获得相机内参数,采用惯性导航系统提取相机外参数,依据提取的内、外参数对图像的几何畸变进行校正。利用获得的实验数据对由同一相机拍摄的图像进行校正验证,实验结果表明,畸变图像得到了很好的还原,各姿态角测量精度为0.05°时,图像校正均方差约为0.996 3像素。研究表明,此方法准确、快速、直观,可移植性及实用性强。     

基于像素运动模型的数字造影系统成像畸变校正

提出一种基于像素运动模型的数字造影系统成像畸变的校正方法.通过在一些间隔均匀的方位上获取标志板图像,利用单幅图像的畸变校正算法计算出各幅图像中的像素受畸变影响而产生的运动,并据此求得像素运动模型的参数.利用该模型可以校正C型臂在任意方位下获取的造影图像的畸变.实验证明,该算法具有较高的精度和较快的速度.     

一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法

图像的几何畸变广泛存在于应用广角镜头的成像系统,畸变的存在尤其不利于基于图像分析的定量分析领域.针对一个基于图像分析的红外角位置测量系统,提出一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法,阐述其畸变参数的标定方法,图像的空间变换和灰度插值方法,基于实时性要求,给出畸变校正的算法步骤,实验表明,此广角成像系统几何畸变数字实时校正方法有效提高了角位置测量系统的测量精度,并具有一定的实时性能.     

45°指向镜成像畸变特性分析和校正

为扩大观测范围,航天遥感仪器通常采用45°指向镜扫描.在采用多元探测器的遥感仪器中,焦平面上所成的像不允许产生像旋,否则会使各个像元所对应的视场无法配准.因此,研究相应的像消旋方法,消除45°指向镜成像系统带来的像旋转,使其能够更好地应用于生产实践,是一个十分迫切的问题.对45°指向镜生成的图像的畸变特性进行了分析,同时根据每个像元坐标与地面坐标的对应关系,给出了校正图像畸变的方法.合成图像和真实图像的模拟实验结果表明:提出的畸变校正方法能够很好地校正45°指向镜的成像图像,在工程应用中具有重要的实用意义.     

线阵CCD相机镜头畸变标定方法

针对线阵CCD相机标定时镜头会产生畸变的情况,提出来一种利用交比不变的方法,考虑镜头同时存在的径向畸变和离心畸变,对畸变参数进行标定,建立畸变校正函数,并利用Matlab做出镜头畸变曲线,分析了线阵CCD相机镜头仅仅存在径向畸变时对结果的影响和径向畸变与离心畸变都存在时的影响。这种方法应用于相机标定之前,可以有效地消除线阵CCD相机镜头误差对整体标定结果的影响。     

大视场摄像机高精度快速现场标定方法

针对大视场视觉测量系统中摄像机标定参数在测量过程中变化导致测量精度降低严重以及参数计算耗时大的问题,提出一种"预先标定+现场校正"模式的大视场摄像机高精度快速现场标定方法.在测量开始前,利用空间方向位置已知的光束投射到测量现场的实际平面上形成的一定数量的光点进行摄像机参数的精确预先标定;在测量过程中,使用相对视觉测量系...     

双目摄像机的自标定方法研究

摄像机标定是计算机视觉的关键技术之一。针对现有的标定技术计算过程复杂,标定物使用不方便等问题,提出了一种用于双目摄像机自标定的方法,该方法要求场景中有两组正交的平行直线即可进行标定,利用其在图像平面上形成的消失点之间的约束关系来建立标定方程,从而求解出摄像机的内外参数,再结合双目立体视觉原理标定双目摄像机的结构参数。将该方法在实验室现有设备上进行对比实验。实验结果表明,该方法简单、有效,可广泛应用于机器视觉研究、三维重建等多个领域。     

大视场近红外微光摄像镜头设计

对近红外波段玻璃材料的相对部分色散进行了研究计算,分析了近红外波段长焦距光学系统的二级光谱特性.并设计了焦距180 mm,F#1.2的大视场近红外微光探测物镜,该系统采用ZF、ZK类普通玻璃,且无胶合面,满足露天环境使用.     

面阵相机几何畸变矫正方法研究

由于机械加工安装、镜头光学特性等误差因素会使相机拍摄的图像产生非线性畸变,所以在应用所拍摄图像之前需要对图像进行畸变校正.在从硬件和软件两个方面对图像进行畸变校正的方法进行总结的基础上,具体介绍了基于BP神经网络的图像几何畸变矫正方法和网格靶标交点坐标的提取方法.实验结果表明,BP神经网络的图像几何畸变矫正方法简单易于实现,且能较全面地拟合畸变函数,得到高精度的校正图像.     

高精度图像尺寸检测镜头畸变校正方法与实现

在高精度轴类零件尺寸图像检测中,提出了一种基于标准件法对镜头径向畸变进行快速校正的方法。该方法通过建立世界坐标转换到摄像机坐标、然后再转换到图像坐标的理想数学模型,并引入径向畸变参数,最终确立物体在世界坐标中与图像坐标中的映射关系,从而建立误差补偿曲线的高次拟合函数。利用得到的误差补偿函数的系数矩阵和径向畸变参数,实现镜头畸变的误差校正,有效改善了镜头畸变造成的检测误差。实验表明,该方法快速有效,提高了检测精度、降低了设备成本、检测精度可达2 μm。     

一种基于LabVIEW的机器视觉标定和校正方法

视觉标定和校正是应用机器视觉的重要环节,可使检测的图像更加准确以达到提高机器视觉检测精度的目的,是不可忽视的关键步骤。提出了一种改进的平面模板法,在传统方法和Heikkila模型基础上推广了切向畸变模型,成像模型中增加了高阶非线性畸变并进行了一定的简化,经过该模型优化标定参数并得到特征像素的空间校正模值,然后通过线性插值方法对像素进行灰度校正,得到标定结果和校正后的图像。该方法由自行搭建的机器视觉检测平台通过LabVIEW工具实现,实验证明视觉系统采集的图像得到了良好的校正,校正精度达到0.17%。     

SDRAM在大视场TDICCD空间相机中的应用

该文针对大视场空间相机中需要缓存的图像数据量大的问题,对高速大容量存储器SDRAM控制技术进行了研究。首先,说明了大视场空间相机中图像数据缓存的需要,根据CCD图像数据和图像缓存工作特点,提出了基于行使能和刷新操作驱动和基于仲裁策略的SDRAM控制器。然后,为了提高图像数据缓存可靠性,针对缓存小数据量场合,提出了(6,8)纠错算法,针对缓存大数据场合提出了RS(143,127)和RS(142,126)码纠错算法。最后,在XX-X空间多光谱相机样机的成像系统上进行了试验验证。实验结果表明：两种控制器工作频率能够达到131 MHz,正常工作时,行使能驱动控制器存取速度达到127.08 MBps,仲裁策略控制器存取速度达到139.788 MBps,两种纠错算法在507 B/row内可以纠正32 b错误。基本满足空间相机中的稳定可靠、高效率的缓存图像数据要求。     

光学定位系统中摄像机标定的研究

在被动式光学定位系统中,CCD摄像机的标定是一个极其重要的过程。CCD摄像机的标定过程实际上是求解摄像机内、外参数的过程。基于基本矩阵的摄像机标定方法是根据极线约束、本质矩阵以及基本矩阵之间的关系,利用传统的8点算法得到基本矩阵的初始值,再通过其他匹配点迭代计算摄像机的径向阶畸变和切向畸变系数,最后由得到的畸变系数值计算校正后的基本矩阵,从而实现对畸变图像进行校正。     

一种基于同心圆环的图像畸变校正方法

分析了光学成像系统中畸变校正的原理,采用了新的确定畸变中心的方法——同心圆环法;通过选取对应关系,采用多项式拟合技术,确定了该光学系统畸变的非线性变换的明确表达式,进而编程实现了畸变图像的空间变换和灰度变换,得到了校正后的图像,实现了畸变校正．