基于FPGA的全景图像展开算法实现

全景图像柱面展开理论算法占用系统资源较大,不适合在资源有限的嵌入式系统上实现,所以改善算法,设计一种基于嵌入式系统的算法有一定的现实意义,文中以柱面展开算法为理论依据,设计一种能在FPGA上实现的快速柱面展开算法．采用Matlab验证算法的可行性,然后采用硬件描述语言编写硬件模块,模块通过ModelSim仿真后,最终在硬件平台上实现FPGA对全景图像的快速柱面展开算法．     

全景视觉图像柱面理论展开算法实现及其改进

由于理论上全景图像柱面展开算法比较复杂，在系统中占据的时间开销非常巨大，并且在展开过程中需要知道摄像头的焦距，镜头的双曲面方程等内参数，以及与相机位置关系等外参数，而这些参数在某些系统中不是固定不变的，所以理论上全景图像柱面展开方法在真实的系统中是很难应用．在介绍全景图像理论柱面展开算法的基础上，对该算法进行了优化，并对这2种算法进行了比较．实验表明采用该改进算法满足了实现实时处理的要求．     

用圆锥形透镜的光场获取同心环形全息光栅

本文提出一种制作等间距同心环形全息光栅的方法。理论分析表明,单色平行光通过圆锥形透镜后,在一定区域内波场的等强度点分布是一组间距相等的同心圆环。将全息底片置于此波场中曝光,即得到等间距环形全息光栅。实验结果表明,这种方法切实可行,效果令人满意。     

基于边缘检测和最优参数的全景图像插值复原

全景环形透镜(PAL)组成的观测系统能够同时观测到绕光轴360°的物体,适合于管道等的内窥。但是所形成的环形图像不便于人眼观察和测量,为此需要将环形图像无失真地展开为常规平面像。根据PAL成像的特点,以全景图像的最高分辨率为基准,采用一种基于边缘检测和最优参数的插值方法,对孤立边缘和联通域内的部分采用最优参数的三次卷积插值法,非边缘区域采用双线性插值,结果表明,该方法较好地恢复了图像细节,同时插值处理时间相比三次卷积插值缩短了40%。     

非球面透镜成像研究及计算机模拟

从费马原理和折射定律出发,讲座了非球面透镜成像问题,用计算机实际模拟了2种非球面凸透镜的成像光路图,并与球面凸透镜成像结果进行了比较。     

一种全景图像展开的新方法

分析了全景图像展开的各种方法,提出了一种全景图像展开方法——基于光路跟踪的对称复用全景图像展开方法。根据光路跟踪的坐标映射及环状全景图的坐标对称关系,来实现全景图像的展开,通过分析得出,该方法的设计具有准确、快速和占用资源少等特点,可以有效的应用于实时全景视频展开系统。     

非球面透镜成像研究及计算机设计

从费马原理和折射定律出发,讨论了非球面透镜成像问题,用计算机实际模拟了两种非球面凸透镜的成像光路图,并与球面凸透镜成像结果进行了比较.     

透镜成像放大率的研究及应用

讨论了物点、平面物体关于透镜成像的横向放大率和纵向放大率的定义式、计算式、函数曲线及相互关系，并举例说明了它们的应用     

六角形孔径平面微透镜阵列的制作及成像

由于传统的圆形孔径透镜阵列填充系数较小,而在模拟复眼光学系统中需要高填充系数的透镜阵列。为提高填充系数,采用光刻离子交换法制作了六角形孔径的平面微透镜阵列,利用积分形式的光线方程式讨论了平面微透镜的近轴光学特性,研究了微透镜的光线轨迹方程式和一些重要的近轴成像特性,利用ABCD定理得到了六角形孔径平面微透镜像距、焦距的数学表达式。制作的平面微透镜阵列光学性能均匀,成像质量较好,离子交换后的变折射率区域有微小重叠,较大地提高了微透镜阵列的填充系数。     

折反射全景成像系统综述

本文首先简单地介绍了各种类型的全景成像系统,然后对折反射全景成像系统近几年的研究现状及成果进行分析,着重对不同类型的折反射全景成像系统原理进行了分析比较。最后讨论了折反射全景成像技术的应用前景和未来发展。     

旋转二次曲面透镜的成像研究

利用逐次成像法 ,正确导出了同一介质中旋转二次曲面透镜的焦距、光焦度和成像公式     

利用矩阵光学研究平凸自聚焦透镜的成像特性

用矩阵光学方法研究平凸自聚焦透镜的成像特性。给出了一般公式,并讨论了几种典型节距的平凸自聚焦透镜的成像问题,其研究结果对平凸ＳＭＬ的使用具有一定意义。     

透镜成像的再认识

物像关系在几何光学中，早已被人们熟知，为了深入研究透镜成像的性质，有必要再从波动的角度对其作进一步的讨论。光是电磁波，故在几何光学中得到的二者之间的关系仅仅是一种近似。而从波动理论着手获得的结论才是物像之间关系的较全面、准确的体现。     

利用复合型介质透镜的毫米波成像研究

毫米波焦平面成像技术有广泛的应用前景.本文采用一种复合型介质透镜,将其用于主动式毫米波成像系统,测量了透镜材料的折射率,对金属板进行成像,得到了轮廓较为清晰的图像.     

从光路图反映透镜成像规律

分析透镜成像光路图,对成像规律进行归纳总结。     

衍射理论用于透镜成像分析

以光的衍射理论为基础，描述了透镜对光波的变换作用，分析了透镜的成像特性，并对结果进行了讨论．结果表明，具有抛物型位相分布的理论透镜能够对点物成点像，而不存在单色像差，其物像关系与几何光学中的结果完全一致．这对于衍射透镜的设计具有重要意义．     

基于虚拟平面的广角镜头全景拼接

基于多图像级联拼接的全景成像技术常常使用广角镜头采集源图像。针对非线性的柱面模型、球面模型拼接鲁棒性较差,以及传统平面拼接模型占用存储空间过大的问题,提出一种基于虚拟平面的广角镜头拼接算法。通过将最后显示面进行网格化,并通过虚拟平面间、显示面、原图与虚拟平面间映射关系,找到网格点与原图的对应关系;再对显示面非格点区域进行位置索引插值,完成显示面填充。还通过基于虚拟平面的移动直接线性变换进行拼接优化;并使用级联拼接实现全景。实验证明与移动直接线性变换方法相比,细节效果相当且有速度提升,比柱、球面拼接方法拼接更为鲁棒。     

基于自适应引导滤波的全景图像增强算法研究

虚拟实景漫游系统中的全景图像细节比较多,因天气、拍摄技术等原因导致图像场景不清晰而需要增强,增强的目的是为了突出全景图像的美景细节信息,提高场景视觉效果。为了增强全景图像的场景细节,本文提出了自适应引导滤波算法AGIF（Adaptive Guided Image Filter）。该算法利用具有较强细节提取能力的加权最小二乘滤波器WLS （the Weighted Least Squares）构建引导图像,对已有的引导滤波GIF（Guided Image Filter）进行改进,通过引入梯度值偏移量进行像素值自适应,突出全景图的图像边缘,使得全景图像的细节进一步增强。实践表明,增强后的全景图用于虚拟漫游系统,提高了旅游场景的用户体验。     

动态透镜成像学习人工兔优化算法及应用

针对基本人工兔优化(Artificial Rabbits Optimization, ARO)算法在解决复杂优化问题时存在收敛慢、精度不高和容易陷入局部最优等缺陷,本文提出一种改进的ARO算法(记为IARO算法)。IARO算法中的基于正弦函数的非线性递减能量因子能够帮助算法实现从探索阶段到开发阶段的良好过渡,从而提高算法的收敛速度和解的质量。此外,为了提高算法跳出局部最优的概率,IARO算法引入了一种动态透镜成像学习策略。为了证明IARO算法的优越性,首先选取了6个基准测试函数进行数值实验,然后用其求解2个工程设计优化问题和1个包括15个数据集的特征选择问题,并与灰狼优化(GWO)算法、鲸鱼优化算法(WOA)、正弦余弦算法(SCA)和基本ARO算法进行对比。结果表明,IARO算法有着比其他对比算法更优越的性能。     

非圆柱形等折射率面梯度折射率透镜的成像研究

本文研究了等折射率面为非圆柱形类的梯度折射率透镜的光线传播和近轴成像特性,给出了透镜的高斯参数及近轴成像公式。