一种全景图与局部视场的匹配实用算法研究

为了确定全景图与可变视场摄像机的局部视场的匹配关系,建立起实用、有效的算法和使用方法,本文提出了三点位置匹配算法,采用特征点标定法和网格点标定法,实现了全景图(如二维、三维地图等)与目标点摄像机局部视场的匹配.使用该算法,无论是人工指定全景图上的任意目标点或实际发生的报警点,均可以快速计算出对应摄像机的控制参数,进而控制摄像机转动和调焦,获得局部视场的清晰图像.     

一种三维场景的消失点检测算法

消失点可以提供大量的场景三维结构和方向信息,是重要的特征点。本文提出了一种不需附加场景先验信息和空间变换,直接利用直线信息在图像平面上估计消失点的算法,算法利用Helmholtz原理估计消失点在二维平面上的方向,在各检测到的方向中通过最小二乘求解消失点的准确位置。本算法不需要其它先验信息,提高了消失点检测效率和准确性,尤其适用于人工目标的三维特征提取。     

基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法

为了解决在大视场摄像机高精度标定中大尺寸靶标难以制作加工的问题,提出了一种基于小靶标拼接的大视场摄像机标定方法。该方法将小靶标在摄像机视场内多个位置进行摆放,通过各个小靶标之间的刚体变换,并考虑拼接过程中存在的约束条件,将各个小靶标拼接成一个覆盖整个摄像机视场的大靶标,然后使用该大靶标对大视场摄像机进行标定。仿真和实际实验表明该方法标定精度与使用实际大靶标进行标定时标定精度相当,能够实现对大视场摄像机的高精度标定。     

大视场远距离摄像机外部参数标定算法研究

针对现有的标定方法不适用于大视场远距离测量系统的现场标定,以高炮武器随动系统性能为测量对象,提出了一种新的摄像机现场标定方法.该方法借助于球状标定物,对标定物在不同角度拍摄一组图像,通过测量炮身管位置坐标拟合运动轴心位置,可得两摄像机相对于炮台轴心的平移矩阵;计算空间直线在两摄像机坐标系中的位置信息,得出两摄像机间的旋转矩阵.实验表明,该方法在大视场远距离测量情况下,能够快速稳定地实现两摄像机外部参数的现场标定,并可获得较高的标定精度.     

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...     

一种基于角点特征的图像拼接融合算法

针对普通摄像机存在的视场不足问题,扩大摄像机拍摄图片的视场范围,提出了一种基于特征点的图像拼接融合算法.实验结果及精度分析表明,图像拼接的效果良好,部分对应点匹配的平均绝对误差和均方根误差为0.272 9 pixel和0.299 0 pixel,达到了像素级精度.该算法能够较好地解决图像间对应点难以确定的问题,有效去除了伪匹配点,而且对光照变化图像的拼接融合能取得满意的效果.     

调整量最小的多视图像校正算法

在多视自由视点电视（FTV）系统中,摄像机阵列拍摄的多视视频存在垂直视差、且水平视差分布不均等问题,严重影响合成视频的质量效果。现有的多视图像校正方法虽然消除了垂直视差,但是校正图像过程中引入的旋转和平移失真较大,使人眼产生不舒适感。为此,本文提出一种适于平行摄像机阵列的多视图像校正算法,首先建立理想的摄像机安放位置,然后计算多视图像校正变换,将实拍图像映射到理想摄像机位置处,得到校正后图像。在设计理想的摄像机安放位置时,考虑人眼视觉特性,确保坐标轴旋转和平移调整量最小化,实现多视图像校正变换引入图像失真总量最小。实验表明,该算法不仅可以消除垂直视差,而且图像校正过程中引入的失真小,符合人眼视觉习惯,能有效改善合成视的图像质量,提高人眼观看舒适程度。      

基于同心圆光栅和契形光栅的摄像机自标定方法

提出一种利用同心圆光栅和契形光栅作为标定模板,基于正交方向消失点摄像机自标定的新方法。新方法利用相移条纹相位提取精度高的特性来求零相位特征点,避免了传统标记点提取误差给标定结果带来的影响。要求摄像机至少从6个方位拍摄标靶,采用四步相移得到光栅的截断相位并求解零相位交点,计算消失点从而解算出摄像机的内参数。根据模拟实验得到影响消失点标定精度因素的分析结果,制作了含有7个周期的同心圆光栅和4个周期的契形光栅。实际测量实验中分别用光栅靶标和灰度同心圆靶标进行相机标定,对比重投影误差,结果证明新方法提高了基于消失点标定算法的精度和稳健性。     

基于正方形模板的摄像机自标定新方法

利用正方形模板的两组相互正交方向的消失点,本文提出了一种新的摄像机自标定方法.根据射影几何中的交比关系以及调和共轭性质,该方法只需拍摄三个不同方向的正方形模板图像来计算正方形平行边与对角线方向的消失点.利用消失点与光心的连线平行于该组平行直线的特性.摄像机所有的内部参数便可以线性地求解出来.实验结果表明.新方法标定精度高而可靠.使用起来简单而方便.     

一种晶圆自动光学检测系统的混合路径规划算法

为解决晶圆自动光学检测系统中传统的路径规划算法效率偏低的问题,文中提出一种混合路径规划算法,以实现视场分配和路径优化的综合优化。针对传统算法在视场分配时视场的位置固定导致视场数量过多的问题,文中根据视场和视场内晶圆缺陷的物理尺寸提出增益视场的概念,改进迭代自组织数据分析法,实时动态调整增益视场和视场的位置,使视场能覆盖更多的缺陷,从而有效地减少视场分配的数量;视场分配结束后,以视场中心点为路径节点,采用收敛速度快的局部择优算法进行路径优化。实验结果表明,与传统算法相比,混合路径规划算法规划的路径长度减少50%左右,能够有效地提高晶圆自动光学检测系统的工作效率。     

利用消失点列的射影不变量描述平面直线关系

消失点或消失直线蕴含了一组平行直线或一组平行平面的方向信息.同一平面上的所有直线对应的消失点共线于该平面的消失直线.消失线上的四点交比是射影不变量,该不变量与各点所对应的直线夹角存在内在联系.由此,本文提出了一种利用消失点列的射影不变量提取平面直线夹角的方法.在无需校准或3D重建的条件下,该方法可用于描述平面上直线间的相互关系,诸如平行、垂直、相交等.将本方法应用于真实图像的直线关系解释中,实验结果验证了方法的有效性.     

一类小波的构造方法研究法

W.Sweldens指出提升框架可以由已知小波滤波器构造新的满足特定性能的小波滤波器,本文在其工作的基础上,给出了构造一类双正交小波的具体实现算法,以CDF(1,3)小波为例进行了说明,并应用于数据压缩,仿真结果表明该方法构造的小波具有优良的压缩性能。     

基于B-dual-space的摄像机标定

针对摄像机标定,提出了一种基于B-dual-space的改进型平面标定法。首先介绍了B-dual-space的概念和基本性质;并将B-dual-space与张正友的平板标定法相结合,提出了改进型的平面标定算法,这一方法继承了张的方法中二阶畸变模型的使用,相较Tsai的方法畸变模型更精细;然后,用棋盘标定平板实验验证了算法的有效性,通过与另外两种经典标定方法的标定结果比较,显示该方法的精度与张正友的方法接近。     

奇异信号消噪中小波消失矩的选取

信号小波变换模的局部极大值和信号奇异性之间存在对应关系,利用信号和噪声小波变换模极大值在不同尺度上表现出的截然不同的性质,可以对奇异信号进行消噪。本文讨论了小波消失矩的阶数与信号Lipschitz指数间的关系,分析了消失矩对奇异信号检测的影响。实验结果表明,为了有效地检测奇异信号的各种奇异性特征,需要根据信号奇异性选择具有不同消失矩的小波。     

图像透视特征提取方法及其在无人机视觉导航中的应用

近年来,图像透视特征在无人机视觉导航中应用日益广泛,因此结合近年来视觉导航技术的发展状况,分析了图像透视特征在无人机视觉导航领域中的重要作用。同时,还详细介绍了图像透视特征的提取方法,以及图像透视特征提取方法在无人机视觉导航技术中的应用,如飞行器姿态角估计,高度估计以及相对位姿估计等。     

Exposing photo manipulation with inconsistent perspective geometry

Manipulated digital image is got interesting in recent years. Digital images can be manipulated more easily with the aid of powerful image editing software. Forensic techniques for authenticating the integrity of digital images and exposing forgeries are urgently needed. A geometric-based forensic technique which exploits the principle of vanishing points is proposed. By means of edge detection and straight lines extraction, intersection points of the projected parallel lines are computed. The normalized mean value （NMV） and normalized standard deviation （NSD） of the distances between the intersection points are used as evidence for image forensics. The proposed method employs basic rules of linear perspective projection, and makes minimal assumption. The only requirement is that the parallel lines are contained in the image. Unlike other forensic techniques which are based on low-level statistics, this method is less sensitive to image operations that do not alter image content, such as image resampling, color manipulation, and lossy compression. This method is demonstrated with images from York Urban database. It shows that the proposed method has a definite advantage at separating authentic and forged images.     

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。     

基于门形结构的单目视觉定位方法

选取场景中常见的门形结构为处理对象,提取门形结构中的三条直线,拟合直线方程,进而确定直线的交点及两条平行直线的消失点,根据消失点原理和垂直关系等先验知识确定摄像机坐标系和世界坐标系的映射。空间解析过程以直线方程为基本要素,参与解析运算的点特征均由直线方程确定,随机选取的点坐标仅用于方向一致性判定,减少了随机误差引入。仿真实验表明,本文的视觉定位方法对噪声有较高的鲁棒性,与融合线特征和随机点特征的方法相比降低了定位误差。     

一种双正交消隐点的双目相机标定方法

为了保证双目相机标定精度的同时,提高算法速度。利用田字形模板中的两对正交消隐点,拍摄两幅图像,实现快速标定。首先,提出了消隐点寻优的方法来提取每幅图像中误差最小的两对正交消隐点,线性计算相机主点和归一化焦距,作为内参数的初值。再根据同一幅图像消隐点共线和所有直线畸变后也为直线的原则,构建约束函数,利用优化的差分进化算法进行全局寻优,完成相机畸变校正。最后,根据优化后消隐点坐标求得左右相机的旋转矩阵,并结合左右相机的角点世界坐标,利用刚性变换求得平移向量。双目标定的平均重构误差为0.598pixel,跟传统方法标定误差相当。该标定算法重构误差与传统算法在一个级别,能满足标定中稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。