一种基于数字图像的空间测距方法

通过设置具有简单几何属性的定标物和定标标尺,以及相机的平移运动,分步标定相机的内部参数矩阵K、旋转矩阵R、位移向量T及导轨方向向量E,建立相机与被测物体的空间关系.在相机导轨的两个位置分别采集被测对象的清晰图像,利用基于数字图像的空间测距数学模型,即可求解空间两点的空间距离.提出的基于数字图像的测距原理和方法较好地解决了"定标物定标法"中需要已知定标物空间位置的难题,具有数学模型收敛性好、定标精度高(在给定的实验条件下测量精度可控制在2%以内)、试验模型简单的特点,特别适合于空间大尺度物体(几米-几十米)的尺寸测量,能够弥补现有非接触测量方法在测量范围、测量成本等方面的不足,可广泛应用于大尺寸零件测量、地质勘探、水利建设、矿山开发、城市规划等工程领域.     

一种基于圆环点的相机定标方法

提出了一种基于圆环点求解相机内参数的方法．该方法要求相机在至少3个不同方位摄取一个含有若干条直径的圆图像,提取图像中的椭圆和直线,利用相切的射影不变性确定灭点及消隐线,通过消隐线和椭圆求交计算圆环点的图像坐标,从而线性求解全部相机内参数．整个过程既不需要对模板进行精确度量,也不涉及图像匹配问题．大量的模拟和真实图像实验结果表明,该方法精确度高,鲁棒性强．     

一种基于参考平面的直线距离测量方法

根据射影几何中的灭点原理提出了一种基于参考平面的直线距离测量方法。在已知标定相机内部参数的前提下,利用放置在参考平面（如地平面）上,已知尺寸的平面矩形作为标定物,建立相机与参考平面间的空间关系。在相机位置和焦距不变的情况下,拍摄一张数字图像,可以利用基于参考平面的直线距离测量方法计算参考平面中任意两个特征点间的直线距离。提出的测量原理和方法具有定标物和测量步骤简单、测量精度高的特点,在工程测量领域具有广泛的应用价值。     

基于单位视球的鱼眼相机标定方法

针对鱼眼镜头的大范围视场,提出一种新的鱼眼相机标定方法.利用2组相互垂直的平行线来进行鱼眼相机标定.依据相机视场和成像边缘得到内部参数的估计值后,将图像平面上提取的角点反投影到单位视球（viewing sphere）上,2组平行线在单位球面上的2种几何特性提供外部参数估计的解析解.利用角点在图像平面的重投影误差来,得到优化后的所有参数.对3种常见的鱼眼投影模型分别进行关于标定图像数量和噪声水平的仿真实验.从仿真结果来看,在合理的噪声范围内,当用于标定的图像大于5张时,可以得到精度较高的标定结果.利用视场角185°的鱼眼相机来进行标定,并进一步的利用已知结构的立方体模板来验证外参估计方法.与加州理工学院提供的标定工具箱相比较,结果表明该算法不确定度较低,提供更为准确的标定结果.     

基于几何基元定标的单幅图像组合式建筑建模

针对单幅图像几何结构复杂的组合式建筑建模,为克服单幅图像提供的信息量少、建筑物部件之间相互遮挡关系等局限性,提出了一种基于长方体和圆柱体几何基元定标的组合式建筑交互建模方法。首先对建筑物每个几何部件单独进行场景定标与建模。对长方体部件,用户标注图像投影的6个顶点,系统根据顶点坐标计算相机参数,利用顶点与三维几何体的对应关系构建长方体部件模型;对圆柱体部件,用户标注投影轮廓的4个顶点,计算灭点坐标并利用灭点性质求解相机参数,再构建圆柱体部件模型。然后,利用投影误差和部件几何约束关系引进能量函数对部件进行联合优化生成三维模型,实现组合式建筑的精确重建。最后,利用建筑物纹理的对称信息合成真实的三维组合式建筑模型。实验结果表明:该方法交互简单、建模效率高且扩展性好,可以满足不同复杂结构的组合式建筑物的建模需求。     

相机快速立体定标方法

相机定标是计算机视觉中极为重要的环节,定标的准确性和实时性直接影响其工业应用。为了实现快速、高精度的相机定标,对相机的成像模型及模型参数求解进行了研究,发现相机成像平面中心附近区域的畸变基本可以忽略。针对这一发现,提出一种简易、快速的相机立体定标方法。首先以成像平面中心附近的点作为特征点,用来求解相机的内外参数,再将求得的内外参数作为已知带入畸变模型,以剩余点的三维坐标及像素坐标作为输入,用多元线性回归最小二乘法对畸变参数进行最优化拟合。实验表明,该方法的定标精度高,其平均像素误差可达到10-2量级,同时算法运算时间明显缩短,能更好地满足实际工业应用的需求。     

一种新的基于灭点的相机标定方法

对基于单像的灭点相机定标的理论进行了详细的阐述,并在此基础上提出了一种新的基于多方位、多像的灭点标定方法.这种方法克服了原有理论的缺陷,可对相机的内外方位元素以及畸变差联合求解,使标定结果更加精确、稳定.     

一种双目视觉测量方案设计

提出一种双目视觉装置的测量方案.即由8点算法计算两视图的基本矩阵,根据已知基本矩阵配置一对规范形式相机矩阵,并根据图像点对应和相机矩阵对实现空间点的射影重建,进而根据空间的点对应计算射影坐标系到欧氏坐标系的变换阵.通过切实的数据模拟以及实物计算表明该方案是有效可行的.     

基于自标定的两视图三维重构研究

相机标定是三维重构中的关键步骤,本文对在自标定下的两视图三维几何模型恢复进行研究。先采用SURF算法得到图像匹配点对,在此基础上,利用RANSAC鲁棒估计基础矩阵;然后根据Kruppa方程所推导出的二次方程自标定出相机内参数,进一步地,通过分解本质矩阵求解出相机外参数;最后,根据三角化法求得空间三维坐标值。实验结果证实,该方法具有效性和正确性,并且能够真实地再现物体的三维模型。     

一种新的基于灭点的相机标定方法

对基于单像的灭点相机定标的理论进行了详细的阐述，并在此基础上提出了一种新的基于多方位、多像的灭点标定方法。这种方法克服了原有理论的缺陷，可对相机的内外方位元素以及畸变差联合求解，使标定结果更加精确、稳定。     

双目视觉立体标定方法的改进

为了提高双目立体视觉系统中立体标定的精度,提出了一种利用正方形标定域中相互正交方向的消失点进行立体标定的新方法.首先摄像机从不同的方向拍摄平面标定板,在图像平面上确定一个正方形投影区域,再根据射影几何模型中的交比性质,计算出正方形中相互正交方向上的两对消失点;然后利用消失点与光心连线的射影几何性质,线性求解摄像机的全部内外参数;最后利用全局优化方法进行参数的优化.这一方法继承了张正友标定方法畸变模型的使用,实验利用MATLAB通过左右摄像机拍摄的两组图像对方法进行验证,实验结果表明,该方法的立体标定精度较高,且旋转矩阵R和平移向量T均符合实际要求;由于实验中正方形投影区域的大小及具体的位置关系是随机的,使其具有较好的实用性.     

透视文本图像的灭点快速探测

提出了一种透视文本图像水平和垂直灭点的快速探测方法.使用一维线性搜索可以快速确定可能邻近水平灭点区域的两个方位角,用二维线性搜索探测到水平灭点.在探测到水平灭点的基础上,根据最小投影轮廓宽度原理,仅对该宽度可能有贡献的像素进行投影,可以快速探测到垂直灭点.试验结果表明,该方法是有效的.     

鲁棒的新型特征提取和匹配算法

针对现有图像特征匹配算法高复杂度、耗时长等问题,提出一种基于局部特征点的新型特征匹配算法。首先,构建尺度金字塔,在不同的尺度上进行FAST特征点检测,根据特征点的Harris响应对特征点进行排序选取;然后利用图像的矩和积分图的方法获得特征点方向,再根据同心圆的采样模式构造特征点向量,最后根据特征点向量的汉明距离进行特征匹配。实验研究表明,该算法在图像有一定程度的缩放、旋转和噪声影响的条件下,运行效果仍然稳定可靠。与传统的SIFT算法相比,该算法在保证特征提取与匹配良好性能的前提下,运行速度要比SIFT算法快数倍。     

新型PA高帧频摄像机的设计与实现

采用光敏二极管阵列固体图像传感器,设计研制了1 000帧/s的高速PA摄像机,并对技术原理、PA图像传感器特点、连续和单次时序设计及图像传感器输出视频信号处理等方面作了介绍。PA视频摄像机可工作于连续和单次两种工作状态。采用纤维面板耦合,像素100×100;最小照度优于1.5勒克斯,动态范围100倍。     

基于Contourlet域特征点的医学图像零水印算法

针对医学图像在传输过程中有可能泄露患者信息的问题,提出一种基于Contourlet域特征点的零水印算法.该算法首先对图像进行Contourlet分解,以此得到低通图像; 然后在低通图像中提取出SIFT特征点,并根据特征点的分布自动定位感兴趣区域(ROI); 最后筛选出一定数量的特征点,以生成特征向量用于水印嵌入.实验结果表明,该算法在抵抗高斯噪声、 JPEG压缩、旋转、缩放、剪切等攻击时具有很好的鲁棒性,可有效保护医学图像中的信息.     

鱼眼镜头在获取建筑物立面影像中的新方法

鱼眼镜头以其较大的视场能够显著提高获取建筑物立面影像的效率,为纠正其严重的变形,提出基于数字畸变模型的方法,该方法与基于函数模型的纠正方法存在根本的区别,首先通过预检校得到所有像点的总体畸变,然后建立畸变改正模型,用于逐点修正存在变形的影像,该模型不但包含了由于鱼眼镜头的球面成像原理所引起的像点位移,也包括了镜头自身的各种畸变.试验证实该方法的正确性和有效性.     

透视文本图像的灭点探测

介绍一种透视文本图像水平灭点的探测方法,并提出了一种探测垂直灭点的方法.使用文本行的投影轮廓可以探测到透视文本图像的水平灭点,在探测到水平灭点的基础上,通过设置合适的投影屏位置及搜索最小的投影轮廓宽度,可以有效地探测到透视文本图像的垂直灭点.实验结果表明该方法是有效的.     

基于B—样条插入图形显示算法的图象仿射变换

图象进行放大、缩小和旋转是图象处理的一项基本任务 ,一般采用B -样条插值来实现。应用B -样条插入图形显示算法于一般的图象仿射变换。提出的算法不用计算B -样条函数的显式值 ,而是利用B -样条的尺度关系计算采样点的值 ,具有一致且简单的编码。通过对误差限的调节 ,可以得到不同精度的变换图象 ,计算时间随不同的精度而变化