数字高速分幅相机中光学分幅系统的设计与分析

使用光学辅助设计软件ZEMAX设计了用于四通道数字高速分幅相机的光学分幅系统，并结合机械设计软件SOLIDWORKS，在ZEMAX的非序列模式下建立了光学分幅系统的三维立体仿真模型。成像质量达到了衍射极限，动态极限空间分辨率为16lp／mm。模拟分析结果表明成像质量理想，符合设计要求。     

光学低通滤波器技术及其在CCD摄像机中的应用

利用石英晶体的双折射效应,设计制成用于ＣＣＤ 摄像机传感器前的光学低通滤波器（ｏｐｔｉｃａｌｌｏｗ ｐａｓｓｆｉｌｔｅｒ ———ＯＬＰＦ） ,它可以有效地降低或消除离散光电探测器对不同空间频率目标成像所产生的拍频效应或称莫尔条纹混淆现象。ＯＬＰＦ 的采用提高了ＣＣＤ 摄像机的成像质量,尤其是提高了ＣＣＤ 摄像机对条状和栅格状目标成像时的清晰度,并可消除伪彩色干扰纹的影响     

显微成像检测表面粗糙度

介绍了用显微成像检测表面粗糙度的方法。该方法具有直观，操作简单，速度快，非接触无损伤，自动检测等优点。显微成像检测表面粗糙度的原理为：被检测表面通过显微放大，由ＣＣＤ作为接收器，经图像采集卡和微机进行数据采集与处理，计算后得到相应的粗糙度。这种方法用于机械加工表面，喷涂等表面检测，对电化学处理表面，指纹，皮肤，细胞等细微结构的检测更具有优越性。     

基于毛细管分光的同步辐射X射线立体成像

建立了一种基于同步辐射X射线的立体成像系统用于上海光源成像线站(BL13W)。该系统使用两个弯曲毛细管将同步辐射光引出并分为交叉的两束光,实验样品置于两束X射线交叉的位置,在其后一定距离处用成像探测器记录样品的两个投影。根据视差方程和相应算法计算出样品各组分的深度信息,得到样品的伪三维图像。与X射线计算机断层扫描技术相比,该方法成像的时间分辨率大大提升甚至接近单次曝光的时间,可以进行实时成像,并降低了样品受辐射的剂量。选用老鼠肝脏毛细血管的投影图像进行数值模拟,得到了理想的模拟效果。选取螺旋形金属丝在搭建的实验平台上进行立体成像,得到了初步的实验结果。螺旋形金属丝的立体信息可以清楚辨认。     

TDI CCD立体相机内方位元素测试技术研究

依据星载单镜头TDICCD立体相机立体成像及测绘要求,结合普通测绘相机内方位元素,提出了星载单镜头立体相机内方位元素由焦距、主点位置、立体成像角(前后视交角)、图像畸变等元素组成。给出了立体相机内方位元素测试的方法,针对立体相机成像特点给出了计算内方位元素的算法,对其进行了实际测量和验证,其测量结果符合设计要求。     

基于在轨成像物理机理的立体测绘相机建模与仿真

基于在轨成像物理机理的立体测绘相机成像建模与仿真综合考虑了大气辐射传输、卫星运行平台、光学系统成像、相机辐射响应等各个环节,采用数值模拟技术进行精确建模,可用于进行成像过程端到端的完整分析,评估成像系统设计可行性及成像质量。本文以可见光立体测绘相机为例,采用高精度高、分辨率地表物理模型作为输入源,首先结合立体测绘相机内外方位元素计算正视相机和前视相机CCD光敏面各亚像元区域中心的观测向量,然后根据目标相机的成像参数得到地面目标在相机入瞳处的辐亮度,最后通过光线追迹算法和光学系统点扩散函数模型计算探测器靶面的辐通量,经由探测器辐射响应模型得到数字影像。实验结果表明,正视相机几何物理模型定位精度达124 m,前视相机定位精度达193 m,能够较为可靠地模拟出立体影像,模拟方法可行。     

星载微光立体成像技术及实现

为了监测夜间和晨昏时段的低云大雾,实现云的三维立体成像,对微光立体成像的关键技术进行了研究。首先,介绍了微光立体成像原理,分析了成像需要解决的宽视场覆盖和多镜头布局。然后,介绍了实现微光探测需要解决的低照度成像技术及其实现方法。最后,针对观测目标照度变化较大的问题,提出了动态范围拓展技术,介绍了后期数据处理中的云雾监测技术。仿真计算结果表明：采用电子倍增CCD（EMCCD）探测器和推扫扫描成像模式、集成探测器组件以及多台相机拼接方案可有效实现微光立体成像,相机扫描幅宽超过2800km;高程分辨率〈817．7m。提出的成像技术可在低照度条件下监测低云大雾,获取高分辨率的三维立体云图,满足气象海洋探测的需求。     

光学仪器 观测、投影仪器

TH741.5 2006043744多视点自由立体投影系统=Multi-view auto-stereoscopicprojection system[刊,中]/毛崇德(南京大学电子科学与工程系.江苏,南京(210093)) ,王元庆∥光电工程.—2006 ,33(4) .—59-62 ,84利用双柱面光栅的成像原理,自由立体投影系统将具有视差的画面分别成像于不同的空间区域,在成像区域形成一系列立体图像窗口,构成多视点自由立体成像。所设计的自由立体投影系统中,采用了四台高分辨率投影机,通过对1 .5 m(60英寸)双柱面投影屏幕的设计,形成了主成像窗口与副成像窗口有机拼接的宽视角(±30°)立体投影系统。经过模拟分…     

双CCD立体视觉系统的理论研究

依据几何成像原理建立起双CCD立体视觉系统的数学模型,并从图像转换的角度上,综合分析了CCD与物体之间的距离、两个CCD的间距和观看距离三个参数之间的关系。利用这些关系可指导立体视觉系统的结构设计。     

重铬酸盐明胶(DCG)全息图退化的机理分析及抗潮方法之一

ＤＣＧ全息图的环境不稳定问题阻碍了它的广泛应用。本文从ＤＣＧ全息图成像的主要材料明胶的分子结构入手，分析它的主要功能基团对全息图的成像机制和环境稳定性的影响，发现在明胶分子中大量的强极性基团氨基和羧基在ＤＣＧ成膜、光化学反应中起着重要作用。但也正是这些基团是强吸潮基团，在９０％环境湿度中，使明胶吸潮率可达到４０％。本文分析了Ｎａｉｋ用聚合物溶液涂层试图隔离潮气进入ＤＣＧ全息图的方法效果不佳的原因，采用能获得致密涂层的苯乙烯本体直接聚合成膜的方法，获得了在高湿度环境中，高衍射效率ＤＣＧ全息图长达三个月稳定的抗潮方法。     

Single-camera panoramic stereo system model based on skew ray tracing

This study integrates panoramic imaging and stereo vision theory to propose an innovative 3D optical positioning method for single-camera panoramic stereo imaging systems. The conventional single-viewpoint theory based on pinhole modeling is replaced by a skew ray tracing methodology to establish the geometrical relationships of object and image. An analytical model of a single-CCD panoramic stereo imaging system is then established by adopting a catadioptric imaging system, a single-CCD stereo panoramic vision system and the presented skew ray camera calibration method.     

探月光学

介绍了我国首次绕月探测嫦娥一号卫星的主载荷CCD立体相机与干涉成像光谱仪的原理、设计思想、技术措施与特色、设计结果以及在轨图像质量评估与检测. CCD立体相机采用一个广角物镜加一块面阵CCD的独特技术方案,从而使立体相机具有结构紧凑、小型轻量、配准精度高、航天环境适应性强等优点. 4种曝光时间与4种电子学增益共16组合,可以实现同轨不同纬度的曝光量调整. 干涉成像光谱仪采用了大比尺缩小的图像传递、2×2像元合并、矩形孔径光阑、2种曝光时间与3种电子学增益共6种组合的在轨曝光量调整等技术措施. 在轨运行表明,各项技术措施有效,达到了预期目标.     

A new experimental technique for generating anaglyph stereo images for sculpture arts

Abstract  

In this paper, a new experimental technique for generating anaglyph stereo images for three-dimensional visualization of sculpture arts is proposed. The images are taken at fixed distance using the imaging system consisting of single CCD camera and turntable. This system allows generation of stereo images at variable distances from the target object. The feasibility study of this technique is demonstrated by showing some anaglyph stereo images of a sculpture art.     

Three-dimensional imaging and visualization of partially occluded objects using axially distributed stereo image sensing

In this Letter, we propose a multiperspective three-dimensional (3D) imaging system using axially distributed stereo image sensing. In this proposed method, the stereo camera is translated along its optical axis and multiple axial elemental image pairs for a 3D scene are collected. The captured elemental images are reconstructed in 3D using a computational reconstruction algorithm based on ray back-projection. The proposed method is applied to partially occluded object visualization. Optical experiments are performed to verify the approach.     

Anaglyph stereo visualization by the use of a single image and depth information

In this paper, an anaglyph stereo visualization is studied by the use of a single image and depth information. The present technique allows the stereo visualization of the target image without binocular camera, which has been used for generating the standard anaglyphs. Three test cases are shown in this work, which covers the generation of monochrome anaglyph from given geometrical information, and that of monochrome and color anaglyph from depth information evaluated from other imaging devises, which are placed in parallel. The experimental depth information of the target image is evaluated from the correlation-based template matching analysis of the random dot patterns optically projected on the target objects. Examples of anaglyph stereo visualization are shown for scientific art, such as the monochrome cube, monochrome plaster figure and the color artificial flowers. These results indicate that the present technique of anaglyph stereo visualization through the depth information is very useful and widely applicable to the general three-dimensional visualization.     

3D reconstruction of objects using stereo imaging

This paper describes two stereo imaging experimental set-ups useful in measuring the 3D geometry of objects: a parallel optical-axis model and a converging optical-axis model. Digital image correlation is used to find the disparities between corresponding points in a pair of images, for each of these models, with subpixel accuracy. To show the application of the developed algorithms and the stereo imaging experimental set-ups, four different body geometries are used. For some of the objects tested a higher measuring accuracy is obtainable from the converging optical-axis experimental set-up.     

单目多视点立体图像提取及应用

设计并实现了一种基于广角相机和平面镜的单目多视点立体图像摄像系统,给出了硬件装置的设计指标和优化方法;同时,在研究了硬件系统的标定方法基础上,实现了其在三维测距方面的应用。多枚平面镜构成的对称斗型腔体被放置在广角相机前面,物体光线经过不同平面镜反射后,投影到相机图像平面的不同区域,在相机投影平面上生成物体多个影像,形成单目多视点投影图像。该类图像等价于视点不同的多幅图像,可以使用多视点立体视觉算法实现三维测量。     

一种极线近似的双目结构光相位立体匹配方法北大核心CSCD

针对双目结构光三维重建中的相位立体匹配效率较低问题,提出了一种极线近似的快速匹配方法。首先依据两相机光心与左像素形成平面与右成像平面交线对极线进行描述;对每行像素中部分区域的对应极线进行近似,结合立体视觉的连续性约束,使得孤立的沿各自极线搜索匹配相位改为区域内沿近似极线连续搜索匹配相位;同时结合双目相机位姿特性,实现全局均匀分区,避免针对每行数据重复分区;计算过程中采用查表法辅助计算。实验结果表明,立体匹配后获得点云平均误差为0.436 mm,属可接受误差范围内,立体匹配计算速度平均提升10.18倍,对640×480尺寸图像可在17 ms内完成立体匹配,可应用于结构光实时三维重建。     

一种基于柱透镜光栅的计算机辅助彩色立体图片合成方法

对基于柱透镜光栅的立体照片的制作原理进行了理论分析,推导了立体成像的光学原理,结合现代数字图像处理技术,对多幅图像的匹配及合成方法进行了分析,提出和实现了一种计算机辅助彩色立体图片合成方法。实验结果表明,利用计算机系统进行彩色立体图片制作是一种完全可行的方案,较之传统的立体照片制作工艺,在经济性及使用灵活性等方面具有非常明显的优势