显微图像的一种快速拼接算法

针对高放大倍数下，在一帧显微图像中无法获取所观测对象全貌的问题。运用基于块匹配的算法进行了多帧图像的自动拼接，并采用多分辨率技术实现了匹配算法的快速实现。拼接结果表明提出的显微图像快速拼接算法的简洁有效性．     

基于光栅的快速精确图像拼接

为了提高IC芯片视觉检测中图像拼接的速度和精度,提出一种基于精密光栅运动系统的快速精确图像拼接技术。提出自标定技术解决了传统标定受标准件加工尺寸精度和光强影响的问题,提高了标定的准确度并降低了成本。在准确标定基础上,建立了基于光栅精确定位的拼接模型。实验表明,该方法拼接精度高,拼接平均误差在0.4 μm以内,2 σ为0.872 μm,达到亚像素级精度,而且拼接速度快,两幅图像拼接时间约为10 ms。     

三维精密位移系统的设计

为满足精密位移的需要,研究开发了一种大行程、纳米级和计量型三维精密位移系统。采用模块化结构设计,即3个方向的驱动机构均采用完全相同的设计结构,分别称为X、Y、Z向一维工作台。位移系统在X、Y、Z3个方向采用粗、精两级驱动,并分别装有计量光栅。各方向粗驱动采用交流伺服电机配合精密丝杠和直线导轨进行,精驱动采用压电陶瓷微位移器配合柔性铰链进行,每个方向的两级驱动共用一套计量光栅,从而保证了位移系统的大行程、纳米级和计量型。介绍了位移系统的结构设计,分析了位移系统的位移分辨率、计量原理以及它的运动性能。实验表明,在40mm位移行程内,X、Y和Z向工作台两级驱动实际位移与设定位移之差分别不超过±0.030、±0.028和±0.033μm,验证了位移系统设计的有效性,为位移系统的设计提供了依据。     

基于LAMOST摄像机标定图像拼接技术

为解决大视场视觉测量中的摄像机标定难题,提出了基于摄像机标定的图像拼接技术.并通过基于LAMOST标定实验验证了这种拼接算法的可行性.     

一种新颖的微机电系统微结构显微图像三维自动拼接方法

提出一种基于白光垂直扫描显微镜(White-light vertical scanning interference microscopy,WVSIM)的微机电系统(Micro electro mechanical systems,MEMS)微结构三维自动拼接方法,来获得包含完整MEMS信息的大视场、高分辨率的MEMS微结构显微图像,以满足MEMS微结构功能特征分析、评定的需要。通过分析白光垂直扫描显微成像原理,将MEMS微结构显微图像的三维拼接分解为x-y向拼接与z向高度校正。将二维图像配准的尺度不变特征变换特征匹配算法应用到MEMS微结构显微图像的三维拼接中,实现MEMS微结构显微图像的智能、鲁棒三维自动拼接。试验表明,该方法不需要超高精度的硬件,解决了任意形状MEMS微结构显微图像的高精度三维自动拼接问题。横向拼接精度可达0.8μm,纵向拼接精度小于1 nm。     

三维无接触测量中多摄像头拼接技术

在三维无接触光学测量中,为得到被测物体完整的三维信息,这里采用多摄像头系统对被测图像进行拼接。利用摄像机定标获得的摄像机外参数即旋转矩阵R与平移向量t,将不同摄像机拍摄到的物体不同侧面,拼接到同一世界坐标系下。实验表明这种方法具有操作简单、处理速度快的特点。     

结构光三维重构中拼接技术的应用

采用结构光投影法,通过摄像机标定技术得到被测物体表面的三维点云数据。根据重构目标采用旋转平台拼接或者标志点拼接,将不同视角下测量所得到的点云数据转换到同一坐标系下。实验证明,旋转台拼接技术能较好的实现小型物体的三维拼接,而标志点拼接技术则更适合运用在大型物体的拼接。     

三维精密移动工作台的设计研究

讨论了三维精密移动工作台的设计基本原理、总体设计和结构设计方法 ,并对其进行了精度分析     

基于DIB图像的拼接

图像拼接是在我们日常生活中经常遇见的问题,尤其在全景视频系统、地理信息系统等应用中经常遇到.基于像素匹配的方法,对边界部分有重叠的图像提出了一种行之有效的对准算法,并通过平滑因子对图像实现了无缝拼接.在实现中,应用了文档视窗模型实现了该算法,并完成了位图文件的显示、存储等操作,具有一定的普遍意义.     

一种基于最小均方差算法的散斑图像微位移测量系统

为了满足微位移量的实时、非接触测量的需要,研制了基于散斑图像的一种嵌入式微位移测量系统,它是基于最小均方差法和DSP处理器(TMS320DM642)设计的.重点阐述软件系统和实验系统的设计与实现方法,并在不同运动速度和表面粗糙度的条件下,对其测量系统进行实验和数据分析.实验结果表明,该测量系统是可行有效的.     

基于彩色条纹投影术的三维形貌测量

物体表面三维形貌数据的获取在智能制造、航空航天、文物保护、医疗卫生、远程教育等领域有着广泛的应用。三维形貌数据的获取受限于系统硬件的性能,特别是现有数字投影系统的投影速度,无法快速测得物体面形的三维形貌。彩色成像和投影系统的出现,为并行多颜色通道三维成像系统提供了新的研究方向。详细综述了基于彩色条纹投影术的三维形貌数据测量研究的现状。具体包括彩色条纹投影术的基本原理、彩色条纹调制和解调相关技术、三维成像系统的标定、以及未来的研究方向。接着给出几个利用彩色条纹投影术获取物体表面三维形貌和彩色纹理的实例。为彩色条纹投影术测量物体表面三维形貌数据提供了详尽的综述,并指明了未来潜在的研究新方向。     

一种用于三维测量的边缘拟合插值算法

提出一种用于三维体数据体积、表面积测量的断层问边缘拟合插值算法.该算法首先对每一切片找出其轮廓线的几何彤心,将边缘点坐标转化成极坐标;之后根据ρ-θ的关系埘边缘点进行拟合插值,在层间边缘点建立一一对应的关系,最后通过对相邻断层间匹配边缘点极坐标中的ρ进行插值,从而生成中间层的边缘点的极坐标.与其他插值算法相比,该算法只生成并记录各断层的边缘点,减小了数据冗余,插值速度快,且精度好.在三维测量的实验中证明了该算法相对于其他插值算法在速度和精度上的优势.     

A robust DIBR 3D image watermarking algorithm based on histogram shape

Depth-image-based rendering (DIBR) has become an important technology in 3D displaying. Since either of the center image and generated virtual images might be illegally distributed, we need to protect both of the two kinds of images. In this paper, a histogram shape based watermarking algorithm is proposed to protect the DIBR 3D images. To make the watermarking method robust to common attacks, a pixel mean value based pixel groups selection method is presented to select several suitable pixel groups for watermark embedding. To solve the problem that the dividing of pixel groups can affect the performance of watermark extraction, the width of pixel group is determined by the maximum difference of pixel mean value between the original and attacked images. By this way, the watermark can be extracted with lower bit error rate (BER) from the attacked watermarked image. As the experimental results shown, the proposed method is much more robust to the geometric attacks and combined attacks compared with existing methods. In addition, the proposed watermarking method also has good robustness to the adjusting of baseline distance and depth image blurred.     

基于3D SPIHT的高光谱图像压缩技术

将三维多级树集合分裂(3D SPIHT)算法用于高光谱图像的压缩。根据高光谱图像的特点进行波段分组以得到处理单元,对各组分别进行三维小波变换,去除谱间和谱内冗余;利用3D SPIHT算法对变换后小波系数进行编码,去除系数之间的冗余。采用整数小波和浮点小波分别进行无损和有损压缩仿真,AVIRIS和OMIS实验结果表明,在bit/pixel为1的条件下,平均PSNR比准三维方法分别高0.91 dB和1.38 dB,且算法具有嵌入式、可伸缩性等优点,但无损压缩的平均bit/pixel比基于预测的方法高0.308和0.159。3D SPIHT算法用于高光谱图像压缩可以获得较好的有损性能,但无损压缩性能逊于基于预测的方法。     

基于光栅投射的光学三维测量仪的研制

利用商用数字LCD投影仪和数字CCD摄像机构成一套基于光栅投射的光学三维测量系统,介绍系统的测量原理、硬件结构和软件系统,最后给出该系统的一些测量结果。     

基于图像法的回转体轮廓测量技术

为充分利用图像测量法的突出优势,基于图像测量技术,提出了一种图像像素大小的标定方法。该方法采用标准量块从不同位置对图像的像素进行了标定;接着,比较分析标定结果,去除误差最大标定值,选取合适的值作为图像像素标定值,并采用此标定值进行测量;最后,利用该方法对一个铃铛的底部直径进行了测量并绘制了铃铛的外观尺寸图形,实验结果证明了该方法的可行性。     

基于激光扫描的足部三维测量仪设计

个性化鞋楦设计是社会发展的必然趋势,足部测量仪的研制成为了一个重要课题.提出了个性化足部扫描测量仪的设计方法,介绍了仪器的测量原理以及标定方法,设计出控制系统、光学系统、移动平台和图像采集模块来实现快速足部扫描.经过自行开发的软件控制系统执行图像提取与数据分析,即可在短时间内重建出所测量的足部轮廓.最后,对足部进行了实际扫描,该过程可在10s之内完成,测量误差小于0.5%.得到了很好的结果,满足工业设计的要求.     

Stereo vision for 3D measurement: accuracy analysis, calibration and industrial applications

This paper evaluates the accuracy of different camera calibration and measurement methods used in 3D stereo vision with CCD cameras. These methods are evaluated by means of several precision tests, determining their error limits under specified conditions of operation. To check the precision of such systems, a CMM and some calibration objects, such as grids, plates, spheres, etc. are used. Two practical applications are described: a cost-effective system for the measurement of free-form surfaces, able to generate CAD models and measuring programs for CMMs. The system aims to reduce some difficulties associated with stereo vision and to speed up the traditional digitizing process. The other application involves car frame measurement. A new automatic measuring system has been developed, allowing contactless car frame measurement through two rotating CCD cameras.     

彩色CCD比色测温的修正方法

基于彩色CCD图像传感器的非接触式温度检测是一种新颖的高温检测方法,减少其测量误差具有重要意义.在介绍CCD测温原理的基础上,提出了标定修正的CCD比色测温方法,将CCD响应特性曲线的非理想性和信号转换等因素引入的测温误差归结到比色测温公式的K值中,再利用黑体炉对K值进行标定修正.实验结果表明,标定修正的CCD比色测温方法能有效减小测温误差,提高测温精度.     

A low cost 3D shape measurement method based on a strip shifting pattern

We present a simple, low cost but fast 3D shape measurement method. There is no limitation on the object's material and texture. We use a projector to project a strip shifting pattern on the object, and a digital camera to record videos of the scene. The distortion of the strip shadow on the object is used to get the object's 3D information. A novel space-time edge finding method is introduced to position the shadow edge accurately. This edge finding method overcomes the effect of inter-reflection and high light. Using this space-time information, we can calculate the pixels' 3D coordinates. To get the 3D shape of an object with black texture, we improve the black strip pattern to a 3-color strip pattern. The bad data are filtered by a post-processing 3D filter, which makes full use of the neighborhoods' geometric constraints and the view point constraint. Meanwhile, our measurement method is fast, regardless of the complexity of the shape.