基于条件数的摄像机自标定方法的鲁棒性分析

对基于绝对二次曲线和基于绝对二次曲面的两类摄像机自标定方法的鲁棒性进行了分析,并从矩阵条件数出发,通过大量仿真实验对两类方法进行了定量比较．实验结果表明, 基于绝对二次曲线的摄像机自标定方法的系数矩阵的条件数一般小于基于绝对二次曲面方法的系数矩阵的条件数．另外,当常数因子有误差时,基于绝对二次曲面方法的系数矩阵条件数的变化一般比基于绝对二次曲线方法系数矩阵条件数的变化更剧烈．上述二点表明,基于绝对二次曲线的自标定方法的鲁棒性一般要优于基于绝对二次曲面的自标定方法．上述结论与文献中的一些实验观察正好相佐．     

基于线对应的单应矩阵估计及其在视觉测量中的应用

单应矩阵估计在视觉测量、摄像机标定、三维重建等领域有重要的应用价值, 但是在具体应用中如何鲁棒、精确地估计单应矩阵仍是一个没有很好解决的问题. 在研究和实际应用中我们发现,直接线性方法在基于线对应的单应矩阵估计中会出现在某些特殊的摄像机姿态下误差较大的情况. 针对这一情况, 我们提出了一种基于线对应的归一化单应矩阵估计方法并将其应用到视觉测量中,即通过简单的归一化操作使测量矩阵元素的大小分布尽量均匀, 从而降低了测量矩阵的条件数, 提高了算法的鲁棒性, 同时又保持了直接线性方法简单、快速、易实现等优点. 模拟实验和真实图像实验均验证了该方法的有效性.     

基于两条平行线段的摄像机标定

提出了一种基于空间平行线段的摄像机标定算法和理论. 1)当两条平行线段的比值已知时: a)该平行线段的$n$幅图像可提供关于摄像机内参数的2(n-1)个二次约束方程; b)如果图像极点同时也是已知的,则该平行线段的n幅图像可提供关于摄像机内参数的5n-6个约束方程,其中3(n-1)个为二次约束,n-2个为三次约束,n-1个为四次约束. 2)当两条平行线段的比值未知时,则该平行线段的n幅图像可提供关于摄像机内参数的2n-3个约束方程,其中n-2个为四次约束, n-1个为六次约束.在理论分析的基础上,本文给出了摄像机标定的具体算法.模拟实验和真实图像实验均证明了本文方法的可行性.另外,鉴于在很多真实场景中均存在平行线段,因此本文所得到的结果不仅具有理论意义而且也有一定的实用价值.     

随机Hough变换与Tabu搜索算法在基元提取中的比较

Ｈｏｕｇｈ变换（ＨＴ）是目前应用最广的几何基元提取方法,其基本思想在于通过证据积累来提取基元。最近不少人又提出了通过代价函数的全局优化来提取几何基元的思想。随机Ｈｏｕｇｈ变换（ＲＨＴ）和Ｔａｂｕ搜索（ＴＳ）分别是Ｈｏｕｇｈ变换和优化方法中的佼佼者。ＲＨＴ和ＴＳ分别基于不同的策略,两种方法的相互比较在许多文献中已有提及,但目前尚无较完整的理论分析和系统的比较。本文在提取单个基元所需对最小点集的采样次     

视皮层中的视差计算

对应问题是从图像恢复物体三维几何形状的核心问题,也是计算机视觉领域长久以来没有很好解决的问题.尽管文献中 有大量对应点匹配算法报道,但这些主体基于数学和工程的方法,在鲁棒性方面离人类视觉还有很大的差距.所以,建立基于生理机理的 立体感知模型,可望有效提高匹配的鲁棒性.然而,要建立这种基于生理机制的计算模型, 需要对生物立体感知的机理有所了解.基于此,本文对近年来 关于生物立体感知的进展和主要研究成果进行了总结,包括初级区域V1, V2, V3区,以及 背部通道的MT, MST, IPS和腹部通道的V4, IT区.除了对这些区域 关于神经生理的成果进行介绍外,我们还简单介绍了著名的视差能量模型及其推广模型.本文对研究计算机视觉的人员有一定的参考价值.     

基于宽基线图像远距离场景的自动三维重建

图像获取时距离场景较远,由于图像对应点间视差较小,如果相机模型选取不合适,将导致本来不在同一个平面上的点重建在一个平面上.针对该问题,提出一种基于宽基线图像远距离场景的自动三维重建方法.该方法对相机模型的成像过程进行分析,给出了适用于远距离场景的透视相机模型;通过调整约束方程的权重系数,提高了仿射相机模型自标定过程的鲁棒性;利用分块的捆绑调整技术与分解法,解决了多视角重建结果融合的问题.室外远距离场景的重建实验结果表明,采用文中方法可取得较好的视觉效果.     

Robot Self—Location by Line Correspondences

This paper thoroughly investigates the problem of robot self-location by line correspondences.The original cotributions are three-fold:(1) Obtain the necessary and sufficient condition to determine linearly the robot‘s pose by two line correspondences.(2) Show that if the space lines are vertical ones,it is impossible to determine linearly the robot‘s pose no matter how many line correspondences we have,and the minimum number of line correspondences is 3 to determine uniquely (but non-linearly)the robot‘s pose.(3) Show that if the space lines are horizontal ones,the minimum number of line correspondences is 3 for linear determination and 2 for non-linear determination of the robot‘s pose.     

电影2D/3D转换技术概述

3D电影能够比传统电影带来更好的视觉体验,并在近年来得到了快速的发展,但是片源不足成为制约这一产业兴起的主要瓶颈.在当前电影产业朝3D化方向蓬勃发展的趋势下,将2D电影转为3D电影是解决此问题的有效途径.文中对电影2D?3D转换技术进行了总结,按摄像机和场景相对运动的4种不同类型,介绍了其中几种基本的转换方法,并在此基础上进一步介绍了几种重要的高级转换方法,最后提出了今后的研究方向.     

一种基于球面透视投影约束的鱼眼镜头校正方法

鱼眼镜头摄像机具有较大视场，但是，使用鱼眼摄像机拍摄的图像会有非常严重的变形．该文研究基于球面透视投影约束的鱼眼镜头校正方法．球面透视投影约束是指空间直线的球面透视投影为球面上的大圆．作者首先使用含有变形校正参数的鱼眼变形校正模型，将空间直线的鱼眼投影曲线上的点映射为球面点，然后通过球面点到大圆的球面距离最小来拟合大圆，恢复了变形校正参数，从而实现了鱼眼图像的校正．模拟实验和真实图像实验表明，该方法能得到比较满意的校正结果．     

一种实用的基于证据积累的图像曲线粗匹配方法

该文提出了一种基于证据积累的图像曲线粗匹配方法,比较有效地解决了将图像中提取的一条曲线(较短)与一条参考曲线(较长)相匹配的问题．该方法具有如下特点：(1)通过实验发现曲线上两点之间的直线距离较它们之间的曲线距离对噪声等误差更鲁棒;基于此,在参考曲线上选取可能的匹配曲线段时,利用首尾点的直线距离作为主要匹配标准,大大提高了算法的鲁棒性;(2)将证据积累的思想应用到控制点的匹配上,有效地去除了错误的控制点和不必要进行匹配的曲线段,在提高算法鲁棒性的同时极大地降低了算法的计算复杂度;(3)在传统的Hausdorff距离计算中引入高斯概率统计模型,使其更适合作为实际应用中评价两条曲线匹配程度优劣的一种度量．大量卫星影像及数码相机照片实验证明了该匹配方法的有效性和实用性．