镜头畸变及其校正技术

根据镜头畸变的数学模型,利用平面圆形网格模板的网格交点来求取镜头的径向、切向和薄棱镜畸变系数。利用网格交点及其附近的像素点信息,来拟合解析曲面并将所求曲面顶点坐标作为网格交点坐标,使像素位置坐标达到亚像素精度,事先求出镜头畸变系数,并在实际测量中对成像点加以校正的方法,可在不影响处理速度的前提下,提高了求解精度。     

摄影光学 摄影技术及其装置

TB851．1 2005021314 基于交比不变性的镜头畸变参数标定方法=Approach for calibration of lens distortion based on cross ratio invariabil- ity[刊,中]／贺俊吉(北京航空航天大学自动化学院．北京 (100083)),张广军…//仪器仪表学报．-2004,25(5).- 597-599 在分析目前的畸变参数标定方法优缺点的基础上,提 出了一种能克服现有技术缺点的简单快速的锋头畸变参     

PMD光学元件面形测量中的镜头畸变校正研究

相位测量偏折术(PMD)是近几年在光学测量领域内普遍使用的一种非接触式的高精度测量方法,该方法需要CCD相机拍摄经被测光学元件反射的在显示屏上显示的条纹图,而CCD自身存在的镜头畸变会对测量精度产生一定的影响。为避免这一影响,提出了在梯形畸变和镜头畸变同时存在的情况下保留梯形形状而只校正镜头畸变的矢量Zernike多项式校正方法。该方法首先利用光轴与被拍摄面的交点及相机和被拍摄面的相对位置来求取与光轴垂直的辅助面上的标准图,然后利用矢量Zernike多项式拟合标准图与畸变图的坐标得到二者的映射关系,接着运用得到的映射关系对畸变图进行校正。实验结果表明:提出的畸变校正方法可以有效地降低测量误差,提高测量精度。     

利用预失真条纹校正PMP系统投影仪畸变的研究*

依据摄像机畸变模型提出了一种投影条纹相位畸变校正方法来简化相位-高度映射关系.该方法首先通过投两套互相垂直的相移正弦条纹,以相位值代替投影仪像素坐标,将投影仪当成摄像机看待,标定出投影仪的内参量.然后根据标定出的投影仪镜头畸变参量对理想相位施加反向的畸变,在投影时反向畸变的光栅通过镜头畸变,又成为理想的光栅,从而简化了相位-高度映射关系.实验中,虽然由于测量误差的影响,校正后的投影仪径向畸变系数还是比原来小了1个数量级.     

利用预失真条纹校正PMP系统投影仪畸变的研究

依据摄像机畸变模型提出了一种投影条纹相位畸变校正方法来简化相位-高度映射关系.该方法首先通过投两套互相垂直的相移正弦条纹,以相位值代替投影仪像素坐标,将投影仪当成摄像机看待,标定出投影仪的内参量.然后根据标定出的投影仪镜头畸变参量对理想相位施加反向的畸变,在投影时反向畸变的光栅通过镜头畸变,又成为理想的光栅,从而简化了相位-高度映射关系.实验中,虽然由于测量误差的影响,校正后的投影仪径向畸变系数还是比原来小了1个数量级.     

图像像素坐标表示的镜头畸变模型

镜头畸变是影响测量精度的关键因素之一。非度量镜头畸变校正方法直接将图像物理坐标系下的镜头畸变模型应用于图像像素坐标系,忽略了非单位纵横比的情况。通过对成像过程进行分析,得到了更精确的像素坐标表示的镜头畸变模型,对现有的镜头畸变模型进行了修正,考虑了纵横比对镜头畸变的影响。通过实验,对新模型的可行性进行了验证,实验结果表明,新的模型能够有效地提高了测量精度。     

几何光学 光学系统、成像与分析

O435．1 2005031632 多曲面反射体的计算机辅助设计及优化=Automatic de- sign and optimization of segmented free form reflector[刊, 中]／杨波(北京理工大学光电工程系．北京(100081)),刘 一超…∥光子学报．-2004,33(8)．-970-973 研究了自由曲面反射式照明系统的设计理论和方法。 根据反射器的尺寸、位置以及配光要求按点光源设计得到 曲面型值点初始坐标后,将双三次B样条曲面引入照明系     

基于目标三角面元模型生成FDTD共形网格的方法

 提出了一种基于目标三角面元数据的FDTD共形网格生成方法,该方法通过投影求交计算得到目标表面各三角面元与网格线的交点,将每条网格线与三角面元的交点按坐标进行排序,根据交点的坐标及其编号的奇偶性确定FDTD共形网格的位置,并生成相应的共形FDTD计算所需的元段长度。结合处理理想导体曲面的CFDTD方法修正共形网格上的磁场递推式。数值结果证实了共形网格生成方法的正确性和在提高FDTD方法计算精度方面的有效性。     

散射成像法测量激光强度分布中的光斑畸变校正

在利用散射成像法测量激光强度分布中,CCD像面与散射屏平面存在较大角度时,光斑形状和强度分布都会产生严重畸变,给强度分布测量带来较大影响。分析了畸变产生的原因,给出了畸变坐标和理想坐标的数学模型,提出一种结合CCD像素合并的网格法来校正这种畸变。"网格法"利用自制标准网格成像,通过识别网格像边界来确定标准网格和畸变网格的对应关系,利用此对应关系在输出图像时恢复光斑;利用均匀光源成像来校正系统光强分布畸变。结果表明,该方法能够较好地校正光斑的形状畸变;能够实时恢复光斑的真实光强分布,单元强度畸变恢复误差小于1%。该校正方法在激光强度分布散射成像测量中非常实用。     

光学相关论题 自适应光学

O439 2005043199 自适应光学系统中大气湍流的模型分析与计算机仿真= Model analysis and computer simulation of atmosphere tur- bulence in adaptive optics system[刊,中]／周昶宁(北京理工大学信息科学技术学院光电工程系,北京(100081)),阎吉祥…／／光学技术,-2005,31(2),-249-251 讨论了在自适应光学系统计算机仿真中,大气湍流形成畸变波前过程的仿真模型,提出了利用Kolmogorov功率谱算法构造畸变波前的方法。参11(杨妹清)     

光学测试 光学元件测试与设备

TQ171.65 2005021457 利用曲线计算全息图进行非球面检测=Aspheric surface testing with CGH on curved surface[刊,中]／卢振武(中科 院长春光机所应用光学国家重点实验室．吉林,长春 (130033)),刘华…//光学 精密工程．-2004,12(6).- 555-559 研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测。分析 了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与 传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及 特点,并进行了具体设计。利用激光直接写入设备,在口 径为110 mm、曲率半径为504 mm的曲面基底上制作出了     

摄像机图像相对畸变系数的计算

主要论述了摄像机相对畸变系数的计算方法。该计算方法包含了三个计算过程 :第一 ,规定了每个像素理想像高的坐标表示法 ;第二 ,在坐标系中确定理想像高相对畸变系数的一般表示 ;第三 ,利用光学系统的对称性 ,经过适当的坐标变换 ,逐点计算出整幅画面实际像高的坐标表示。给出了计算步骤 ,并通过编程可获得摄像机的四个相对畸变系数的文件。     

光学相关论题 海洋光学

V249．32 2005043187 空间坐标一致性光学测量方法研究=Study of optical measurement method for consistency of spatial coordinate [刊,中]／沈景鹏(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江,杭州(310027)),张旭…／／光学仪器．-2005,27 (1),-8-11 介绍了一种导引头光轴坐标与惯性导航坐标安装误差的光学测量方法,阐述了此方案的原理、测量步骤,简要     

自由曲面光学元件待加工区域标记方法

提出了一种使用三坐标测量机(CMM)对自由曲面光学元件表面待加工区域进行标记的方法。针对自由曲面光学元件外形特征设计工件坐标系,规划工件坐标系定位点,通过坐标变换将待加工区域的像素坐标转换为对应的自由曲面工件坐标系的标记点位置坐标,将待加工区域的感兴趣点三维坐标导入CMM,使用CMM对工件坐标系下标记点位置自动探测,实现待加工区域的标记,提高了检测效率也避免人为标记定位误差。     

头盔显示器自由曲面光学组件的优化设计

根据设计要求计算了非共轴球面光学系统的初始结构,选定泽尼克多项式为自由曲面面型,利用正交泽尼克多项式与像差的关系,调整曲面参数校正系统的像差,运用CODE V进行系统优化。通过设计实例对比了直接优化和分步优化方法,由对比结果可知,分步优化更适用于自由曲面光学组件的设计。仿真结果表明:系统在整个视场范围内,点列斑直径小于27 m,网格畸变的最大值为-7.15%,30 lp/mm处的MTF大于0.197。     

摄影光学 摄影技术及其装置

TB853.1 2006032398CCD摄像机图像中心两种标定方法的应用研究=Applica-tions of two types of calibration methods to CCD camera' si mage center measurement[刊,中]/王锋(中科院西安光机所.陕西,西安(710068)) ,周仁魁…∥光子学报.—2006 ,35(2) .—294-298应用两种方法对CCD摄像机的图像中心进行标定,其中直接光学方法根据因镜头畸变造成的像素点在像面水平和垂直两个方向上分布的对称性得到图像中心;基于镜头畸变的透视投影方法利用具有精确定位点阵的平面模板及其在不同方位所成图像,标定出摄像机的内外参量,其中包含图像中心…     

摄影光学 摄影技术及其装置

TB853.1 2006043407CCD摄像机图像中心两种标定方法的应用研究=Applica-tion of two types of calibration methods of CCD camera' si mage center measurement[刊,中]/王锋(中科院西安光机所.陕西,西安(710068)) ,周仁魁…∥光子学报.—2006 ,35(2) .—294-298应用两种方法对CCD摄像机的图像中心进行标定,其中直接光学方法根据因镜头畸变造成的像素点在像面水平和垂直两个方向上分布的对称性得到图像中心;基于镜头畸变的透视投影方法利用具有精确定位点阵的平面模板及其在不同方位所成图像,标定出摄像机的内外参量,其中包含图像中心…     

大视场电视经纬仪摄像系统的标定研究

利用电视经纬仪的跟踪测量功能，以平行光管作为目标，实现了对摄像系统重要参量的精密测量.结合高准确度轴角编码器，可以对焦距进行标定.通过方位和俯仰方向的角位移，利用镜头畸变的轴对称性，可以确定光轴的位置.对整个视场进行抽样采点，得到一个畸变的网格场，通过拟合得到畸变系数，可以进行高准确度畸变修正.     

基于曲面传感器的大孔径1300万像素手机镜头设计

设计了一款由5片塑料非球面透镜组成的1 300万像素大孔径手机镜头。将曲面传感器引入镜头设计,在不增加镜片数量以及保证大光圈的基础上改善了边缘像质,解决了边缘失光问题。系统采用1/3英寸(4.8 mm×3.6 mm),长宽比为4:3的曲面传感器。该镜头的焦距为3.5 mm,F数为1.55,视场角为74°,全视场调制传递函数(MTF)均大于0.4,最大畸变小于3.5%,相对照度大于55%,可以获得良好的成像效果。镜头公差灵敏度较低,能满足加工条件。     

500万像素虹膜识别镜头设计

随着虹膜识别技术的深入研究,虹膜识别技术有望在移动支付领域被广泛运用。针对目前虹膜识别镜头体积和质量较大,使用Zemax光学设计软体设计一款三片式非球面结构紧凑的500万像素虹膜识别镜头。该镜头工作距离是170 mm ~250 mm,F#为3,镜头总长为4.43 mm,光学畸变小于2%,TV畸变小于0.5%,相对照度最低大于0.6。匹配使用APTINA公司一款0.635 cm(1/4英寸)CMOS, 奈奎斯特频率为357 lp/mm, 在1/2奈奎斯特频率处MTF均大于0.2,总像素可达到500万像素。最后对镜头进行了像质评价和容差分析,结果表明,该镜头满足各项光学指标要求。