基于定位图像质心的内窥镜相对畸变率检测方法研究

在临床使用条件下,为提高内窥镜相对畸变率检测的准确性和效率,提出一种基于定位图像质心的相对畸变率自动检测方法。该方法对内窥镜拍摄的标准板图像进行灰度和二值化处理,结合Canny算子和三次样条插值法检测标准板上图形的亚像素边缘坐标,定位图像质心,确定过质心的最长和最短径向尺寸,从而计算相对畸变率。使用经溯源的标准板对此方法进行了验证,对3套临床在用内窥镜分别使用质心法、椭圆拟合法和人工测量法进行检测,结果显示,质心法和椭圆拟合法这2种图像处理方法的测量结果一致性较高,并且检测结果的准确度高于人工测量方法。     

一种简易医用硬性内窥镜相对百分畸变检测系统

医用硬性内窥镜作为诊治医疗器械,其畸变直接影响医生对手术位置判断的准确性,因此内窥镜相对百分畸变的测量是一个亟需解决的问题。设计了一种基于图像处理的相对百分畸变检测系统,通过CCD相机采集校准靶板图像,对内窥镜视轴和目标靶板的板面进行垂直校准后,更换畸变靶板采集图像,计算机将得到的图像进行滤波、感兴趣区域提取和尺寸统计,最终获得相对百分畸变。以30°腹腔内窥镜为测量模型,实验得到设计的校准系统在待测内窥镜全视场70%位置所测量的相对百分畸变值优于未垂直校准系统2.2%。结果表明,系统的检测结果一致性较高,且准确度高于未垂直校准系统。     

基于YCbCr颜色空间背景建模与手势阴影消除

为了提高动态手势检测的精确度,本文将基于YCbCr颜色空间的混合高斯背景建模应用于动态手势识别中,并且提出手势阴影消除的有效算法。首先,对待检测视频帧通过抠图抠出手势图像,在YCb'Cr'颜色空间进行椭圆拟合,统计建立椭圆肤色模型,继而在YCbCr颜色空间进行混合高斯背景建模检测出动态手势,点乘原图像得到含有阴影的RGB手势图像,对检测出的含有阴影的手势图像利用已建立的椭圆肤色模型进行阴影消除,最后将手势图像连成视频序列。实验结果表明,该算法在复杂背景下进行动态手势的检测率可达91.4%,高出传统方法10%左右,能够满足动态手势检测基本要求,且具有较高的实用价值。     

基于高阶奇次多项式模型的红外超广角图像中心标定

针对红外超广角系统成像畸变大、衍射明显,传统标定方法精度不高的问题,提出了一种基于高阶奇次多项式模型的红外超广角图像中心标定方法.以超广角镜头高阶奇次多项式模型为基础,对微小圆形目标成像的径向与切向放大率进行分析,设计了标定方法.利用椭圆方程对目标成像进行拟合,然后以椭圆长短轴比值作为目标函数进行二维高斯曲面拟合,最终将高斯曲面中心作为畸变中心.实验结果表明,本文提出的红外超广角图像中心标定方法对实验畸变图像横纵方向的标定精度分别为0.77pixels、1.02pixels,并以此标定结果对畸变图像进行校正,校正图像中直线最大均方根误差为1.56pixels.实验验证了本文提出的红外超广角图像中心标定方法的准确性,能够满足红外超广角图像畸变中心标定要求.     

广角镜头桶形畸变的二元二次多项式修正法

为了修正广角镜头的桶形畸变,提出了一种基于二元二次多项式的修正方法,阐述了其图像的像素坐标校正和像素灰度恢复方法。该方法首先用模板对广角镜头进行对准相对标定,然后用二元二次多项式拟合畸变图像与非畸变图像像素坐标之间的规律,最后把该方法应用于某广角镜头拍摄的图像,并采用最小二乘法对校正效果进行评价。结果表明:在不考虑视觉系统具体参数的情况下,该方法能够有效地对广角镜头桶形畸变进行修正。     

基于内窥图像畸变校正的孔内表面尺寸测量方法

针对孔内表面缺陷尺寸测量难的问题，提出一种内窥图像校正方法以实现孔内表面尺寸测量。根据内窥成像原理，在考虑应用场景几何约束的情况下，将图像畸变分解为周向畸变和轴向畸变，将校正模型中的参数简化为图像中心坐标和一个非线性增长函数，进而提高了内窥镜图像边缘区域的校正精度。采用Hough变换和图像像素标定的方法得到相关参数，为克服轴向校正对标定结果的依赖，采用神经网络算法拟合包含像素相对位置和孔径的轴向校正函数。实验结果表明，基于像素标定的6组实验的平均测量误差为1.95%，准确度高。对于不具备标定条件的孔内表面缺陷，采用轴向校正函数进行校正和测量，3组实验的平均测量误差为6.75%，结果较为理想。所提出的校正方法通用性好、准确率高，可用于孔类零件及管道的自动化检测和智能检测。     

复眼式光学成像系统畸变测量与校正技术研究

复眼式光学成像系统在大视场侦查、图像识别、目标探测等领域较传统单孔径光学系统优势突出,但随着视场的增加,子孔径本身的成像畸变及多个子孔径的安装位置误差引起的畸变会直接影响拼接图像的质量。针对该问题,采用光电测量技术对复眼系统进行畸变测量与校正,生成多模动态电子畸变测量靶标,构建畸变测量校正模型,建立多项式拟合算法,采用最小二乘法获得畸变系数,通过双线性插值法模型对图像进行重建。实验结果表明,校正后的平均相对畸变优于0.1%,满足大视场复眼式光学成像系统的畸变校正和图像拼接的精度要求。     

一种非稳腔激光器光瞳位置提取方法

提出一种非稳腔激光器光瞳位置提取的方法,用于光路自动准直中光瞳位置的提取。首先使用双边滤波对原始图像进行预处理,然后用系数β乘以大津算法的图像阈值得到图像的阈值,对图像进行阈值分割。得到二值图像后,对二值图像进行中值滤波。通过边缘提取算法提取二值图像中的轮廓,然后利用轮廓的中心和组成轮廓的点的数目这两个轮廓属性,找到光瞳图像的内轮廓。使用RANSAC椭圆拟合算法拟合内轮廓,以椭圆的中心作为光瞳的位置。本文提出的光瞳位置提取方法,在满足实时性要求的同时,减少了内轮廓噪声对椭圆拟合的影响,提高了光瞳位置提取结果的准确性和鲁棒性。在100帧仿真光瞳图像的内轮廓中添加40%幅值为0～13的随机噪声点的情况下,所提方法比直接椭圆拟合方法的提取结果具有更高的准确性和鲁棒性,提取位置偏差的AVG比直接椭圆拟合的结果小0.283个像素、位置偏差的最大值小0.660个像素、位置偏差的RMS小0.136个像素。     

基于边缘拟合的双目视觉定位与测量方法

针对双目视觉定位与测量中某些被测物体角点不明显导致检测精度不高的问题,提出一种基于亚像素边缘拟合的双目视觉定位与测量方法。利用双目系统标定的结果对拍摄的图像进行去畸变和立体校正处理;使用Zernike矩方法对预处理的图像进行亚像素边缘检测,对获得的亚像素点进行聚类和拟合,计算拟合曲线的交点;根据对极几何原理来完成左右图像中的交点的立体匹配,利用视差及三角测距原理获得被测物体的位置信息及其尺寸。实验结果表明,新的方法能较好地解决角点不明显导致双目视觉立体匹配和定位精度问题,并能提高检测效率。     

书籍扫描图像畸变模型的可视化描述及应用

利用设备无关显示技术在计算机屏幕上显示一条仿真曲线、一个矩形和一个箭头,可视化地描述在扫描时书籍页边的变形情况、页面上的均匀条带及成像系统对称中心的位置。通过调整仿真曲线,使之较好地反映页边实际变形,并使矩形的大小和位置及箭头的位置合适,可对存在严重畸变的书籍扫描图像进行较好的校正,而无需用户精确地测量这些随具体情况而变化的参数。校正后,用OCR(Optical Character Recognition)软件进行文字识别时,总的平均纠错率为94.5%,页平均纠错率最高达99.6%。用TWAIN(Technology Without An Interesting Name)标准直接从扫描仪读取图像数据,并用椭圆拟合方法方便地测量扫描仪的成像畸变系数。