适应多几何面投影的校正算法研究

为实现投影仪在多种常见投影面上的自适应投影,提高几何校正效率,提出了一种多几何面函数自适应校正算法。该算法利用特征点自动拟合出曲幕函数,通过自动筛选该函数对应像素映射关系并计算投影图片像素偏移量,再按修正程度对投影幕进行切割,最后利用切割纹理顶点坐标校正前后坐标关系实现几何校正。实验结果表明,该算法可以简单快速地完成柱面、球面、墙角等常见曲面以及投影仪非正投影等情况下的几何畸变校正,具有良好的实际应用价值。     

基于动态纹理切割的几何校正算法研究

要针对多通道曲幕投影显示系统的几何校正问题,提出一种基于动态纹理切割的几何校正算法.该算法首先按照不同的修正程度对曲幕进行切割;其次通过切割点寻找合适的纹理切割位置得到一系列条带状纹理四个角的坐标在校正前后的关系;最后利用这个关系完成帧缓存纹理重映射,从而实现了几何校正。在双通道曲幕投影系统中进行实验的结果和实际场景应用表明,算法能够有效提高几何校正效率,且无需专业的图像采集反馈设备,在成本上具有一定的优势。     

自动多投影仪非线性几何校正与图像边缘融合方法

为了解决多投影仪拼接系统中的几何变形与图像融合问题,提出了一种新的自动非线性几何校正和图像边缘融合方法.首先定义了屏幕空间与投影仪之间的几何关系和计算方法;然后用智能相机摄取屏幕上的激光点阵与标准网格投影图像,根据摄取的图像特征计算屏幕空间与投影仪之间的投影变换矩阵,由投影变换矩阵计算得到投影图像的双3次几何变形曲面,从而可以反算得到曲面的控制点,实现对投影图像的非线性几何变形;最后给出图像边缘亮度融合算法.实验结果表明,所提出的方法适用于多投影仪拼接的实时仿真系统.     

锥束CT系统几何参数校正的解析计算

为了解决锥束计算机层析成像(computedtomography,CT)系统几何参数偏离设计值影响重建质量的难题,提出了锥束CT系统几何参数校正的解析计算方法。该方法只采用简单假设和模型,获取少量投影即能解析计算出锥束CT系统几何参数。仿真和实验结果表明该算法的计算精度高,关键参数旋转中心的投影坐标偏差小于0.1个像素;误差分析表明该算法的鲁棒性好。该方法容易实现,具有较高的工程实用价值。     

投影仪全参数平面线性估计的高精度标定方法

针对投影仪光路结构复杂、主点偏差大导致高精度标定难以实现的问题,提出一种全参数平面线性估计的方法,为投影仪标定过程提供精确的主点偏差初值,实现了投影仪的全参数高精度标定。首先将投影仪作为虚拟相机,利用多频相移原理得到投影仪和标定板的坐标对应关系,然后采用两步法对非线性方程进行求解计算,通过引入向量参数的方法实现非线性方程的线性化,再利用仿射变换关系选取最优点集,得到稳定的直接参数预估算法,最后利用一种全局捆绑调整算法实现投影仪的高精度标定。采用此方法对投影仪单相机系统完成标定之后,测量了标准球以验证精度,实验表明投影仪单相机系统的平均重投影误差为0.04像素,测得标准球直径平均偏差小于0.1mm,球心距偏差小于0.05mm。结果证明,所提出的投影仪标定方法计算模型简单、稳定性高并具有较高的精度,适用于主点偏差较大和投影仪焦距未知的情况。     

气门几何尺寸的多种边缘高精度检测

目前边缘检测算法只能检测水平边缘、垂直边缘,且检测精度低、处理速度慢、抗噪性能差;针对上述存在的缺陷,提出一种气门几何尺寸的多种边缘高精度尺寸检测算法。首先采用中值滤波和高斯滤波对气门采集图像进行预处理,然后针对不同的边缘使用不同检测算法实现图像边缘的像素级定位。在像素级边缘定位的基础上采用几何质心法亚像素边缘定位实现图像边缘的亚像素级精确定位。最后采用畸变校正技术对图像中边缘像素点的坐标进行校正,得到没有畸变情况下边缘像素点的理想坐标,根据像素当量计算得到气门的各个尺寸。通过在光学图像检测系统中的实际应用,证明提出的算法精确且稳定,满足高精度视觉检测的要求。     

基于改进Zernike矩的亚像素钻铆圆孔检测方法

在机器人自动钻铆系统中,高精度的圆孔视觉测量技术对制孔的定位精度和质量检测具有重要作用。为了提高钻铆基准孔和连接孔几何参数的视觉检测精度,该文首先基于Canny算子获取像素级边缘点集,实现圆孔中心坐标的粗定位;其次提取待测圆孔所在的感兴趣区域,利用4个Zernike正交矩准确推导了三灰度过渡模型的边缘参数;然后通过判断边缘参数和阈值的关系,计算圆孔边缘点的亚像素坐标;最后根据最小二乘原理实现圆孔中心坐标和半径的高精度检测。仿真结果表明,该算法的圆心坐标相对误差在0.01像素范围内,半径的相对误差精度为0.1像素。稳定性和抗噪性实验表明,该算法适应于不同尺寸的圆孔,并且对噪声的敏感程度较低。因此,该算法有效提高了钻铆圆孔参数的检测精度,在机器人钻铆视觉测量系统中具有重要意义。     

基于仿射变换和透视投影的摄像机镜头畸变校正方法

依照摄像机成像过程,提出了一种方便快捷的摄像机镜头畸变精确校正方法。基于逆向摄像机镜头校正模型、仿射变换和透视变换,推导了从标准靶标图像坐标到理想图像坐标之间的精确函数关系,采用最小二乘估计对畸变参数求解,利用双线性插值法还原理想图像,并给出了详细的实验过程和实验结果。结果表明,该方法具有对实验条件要求低、算法运行速度快、校正结果精确等特点,适用于自动实时校正环境。     

基于数字投影仪的三维轮廓检测系统

通过对DLP(digital lighting process)数字光处理器投影仪的原理分析,建立了基于透视变换的投影仪原理模型.模型中建立了投影点与空间投影直线的关系,得到光栅平面在空间中的表达式,在此基础上设计编码光栅对空间进行划分.由于编码光栅是一系列的矩形光栅,所以通过编码光栅不同的排列组合对空间进行编码划分,确定空间中每一个光栅面的次序.再由测量系统的空间几何结构关系,得到被测物体表面点的三维坐标,实现了基于数字投影仪的物体表面三维信息测量.实验证明,利用数字光处理器投影仪可以方便地实现编码模式,基于本方法的三维轮廓检测系统结构简单,适合于各种高度变化的物体,可以快速、方便地进行三维信息重构.     

多投影显示系统的几何校正及边缘融合技术研究与实现

多投影显示系统是解决人们对高分辨率显示需求与单台显示设备分辨率有限之间矛盾的有效方法.在使用普通数码相机对多投影显示系统进行几何校正的基础上,采用非线性融合函数对相邻投影图像进行边缘融合,实现了多台投影仪的无缝拼接显示.该系统仪器设备成本低廉,软件操作简单快捷,能够有效应用于大屏幕显示,为用户提供高分辨率、超大视域范围的沉浸式体验.     

无铅焊点鲁棒定位的灰度积分投影算法

针对自动光学检测系统因焊点定位不准确而导致的误判问题,基于灰度积分投影技术提出了一种焊点定位的鲁棒算法。首先对焊点图像进行预处理,利用焊点的颜色特征对图像进行二值化,将焊点从PCB图像中分割出来,然后分别利用焊点特征的水平和垂直灰度积分投影曲线,以焊盘窗内焊点像素的面积最大化为目标,找到焊点的定位坐标,以实现准确的焊点定位。另外,在算法中,通过引入Blob评价函数区分焊点与噪声,从而有效地减少噪声的干扰,提高了定位算法的鲁棒性。实验结果表明,对变化多样的Chip元件焊点,该算法具有较高的定位精度。     

基于图像校正技术的大豆病害自动诊断模型

为解决大豆病害无损采集的非线性失真图像与病种之间映射关系的问题,将数字图像处理技术与神经网络推理机制相结合,提出了基于图像校正技术的大豆病害自动诊断模型.通过自制标定模板无损采集大豆病害数字图像,利用双线性投影映射算法校正病害图像的几何失真,同时计算病斑区域的形状特征、颜色特征及纹理特征参数,以此多维特征指标为基础,应用神经网络的强自适应性自动取得大豆病种推理规则,建立大豆病害自动诊断模型.仿真试验表明:大豆病害的失真图像校正精度达到99%以上,其病害种类诊断准确率为98.33%,实现了大豆病害自动诊断和精确测报.     

基于特征点校正的几何鲁棒性水印算法

提出了一种基于SIFT特征点几何校正的抗几何攻击水印算法.该算法首先利用SIFT从原始图像中提取特征点集,并将其作为密钥保存;水印在检测前,再用SIFT从含水印图像中提取特征点集,根据特征点匹配算法(欧式距离)实现两个特征点集的匹配;然后利用匹配点对的几何特性校正几何攻击,恢复含水印图像的同步性.一个可标志的二值图像水印通过量化的方式自适应地嵌入到Coutourlet变换域的低频子带中;水印提取时不用原始图像,水印存在与否不仅可以通过阈值检测,也可以通过视觉直接判定.实验结果可验证,算法对常见的图像处理攻击、几何攻击和多种组合攻击均具有较强的抵抗能力.     

一种基于图像单应性矩阵的投影仪标定方法

投影仪标定是计算机视觉的关键技术之一,针对实际应用中摄像机和投影仪相对位置关系,提出一种基于摄像机和投影仪图像单应性矩阵的投影仪标定方法.对捕获的图像进行背景差分、特征点提取等操作得到投影图像和摄像机图像之间的单应性矩阵,进而获得投影仪参数矩阵,完成投影仪标定.经实验论证,该方法操作简单,反投影像素误差在0.3到1个像素之间,证明了该方法的有效性.     

基于圆形阵列标定板的张氏相机标定法

提出了一种基于圆形阵列标定板的张氏相机标定法.利用大恒水星系列相机对不同方向和不同姿态的圆形特征标定板进行20次拍摄,并利用亚像素边缘检测算法对图像视野中的特征进行边缘检测;接着对得到的边缘封闭的特征分别进行圆度、偏心率和凸度的条件限制,提取出图像中符合要求的圆形特征;最后通过标定板上圆形特征的圆心像素坐标与世界坐标的对应关系来进行相机标定.实验结果显示,圆形特征的圆心坐标平均重投影误差在0.007个像素以内,表明了该算法的可行性.      

一种高精度CCD测试系统的非均匀性校正方法

针对高精度光电耦合器件(CCD)测试系统中像素的非均匀性给测试结果带来较大误差的问题,根据引起图像像素非均匀性噪声的特性,建立了对应的图像模型.采用自适应阈值分割算法将图像二值化分离出有效使用像素,并提出了一种采用两点线性方法对非均匀性像素进行校正的算法.仿真实验采用高速面阵CCD采集由激光器发射的圆形光斑图像,并通过计算图像光斑的中心坐标进行了验证.结果表明,该算法能够将图像的复杂背景与光斑分离,可校正其像素的非均匀性,稳定光斑的像素灰度值.在相同条件下连续采集图像,图像光斑的中心坐标稳定.     

基于网格的球面虚拟实景空间搭建方法

提出了一种基于网格的球面虚拟实景空间搭建方法.首先针对采集的图像进行畸变校正,获得无畸变的图像;然后结合二维像素坐标和三维空间坐标之间的关系,构造初始模型的球面网格,并利用纹理映射的方法将图像投影到球面上;最后利用网格调整的方法调节图像边缘处场景缺失和场景错位现象,实现球面虚拟实景空间的搭建.与传统球面虚拟实景空间搭建方法相比,本方法只对网格点进行调整,时间代价低且场景具有较高的清晰度.     

基于二维伽马函数的光照不均匀图像自适应校正算法

提出了一种基于二维伽马函数的光照不均匀图像自适应校正算法. 利用多尺度高斯函数提取出场景的光照分量,然后构造了一种二维伽马函数,并利用光照分量的分布特性调整二维伽马函数的参数,降低光照过强区域图像的亮度值,提高光照过暗区域图像的亮度值,最终实现对光照不均匀图像的自适应的校正处理. 通过与经典算法对比表明,本文算法可以更好地降低光照不均匀对图像的影响,提高图像的质量.      

摄像反馈的投影仪畸变图像的自动校正

设计了一种基于摄像反馈的投影仪畸变图像自动校正系统,根据原投影图像与摄像头反馈图像之间的对应关系,建立几何变换的对应矩阵,对原图像进行预处理来抵消投影图像可能的透视失真.实验证明:该方法能有效实现投影仪透视失真的自动校正.     

全景视频摄像机的非参数化几何校正与拼接

提出了一种新的多相机全景视频拼接几何校正拼接方法。先用全景视频摄像机组采集标准标定场的稀疏特征点阵,利用自适应网格细分技术把采集的图像和标定场坐标细分到像素级对应,则全景视频的几何校正和拼接可以通过直接映射得到。在摄像机阵列相对位置固定时,可以一次校正多次使用。本文方法避免了普通拼接方法的特征点检测、匹配优化等参数求解过程,尤其是采用具有较大畸变的广角镜头和相邻相机视场重叠较少时更能体现出其优越性,并可以很容易地迁移到类似的应用中。通过一个原型系统,验证了本文方法的有效性。