一种基于畸变等效曲面的图像畸变校正

介绍了一种图像畸变的等效曲面模型,用于修正由于光学系统或图像传感器产生的畸变。分析了球形畸变模型的原理,推导出基于球形模型的畸变校正公式,并给出了基于球形模型的畸变校正的具体实现方法,通过实验对这种畸变校正的效果进行了验证。这种曲面畸变模型的校正具有实现简单,不需求解方程组等优点,并可以推广到其他曲面,具有比较广泛的实用性。     

基于畸变率的图像几何校正

大视场成像光学系统中的畸变会降低图像质量，必须预以校正。提出一种新的校正方法，即根据畸变率的定义推导出畸变校正公式。根据公式，在镜头畸变率已知的情况下可以很容易地校正畸变。对于畸变率未知的情况，给出了建立畸变模型的方法，通过畸变模型可近似计算畸变率。得出通过控制畸变模型中某一个形状的参数可以控制畸变量大小的结论。提出的方法已经在实际工程中采用。实践证明，这种模型可以满足大多数镜头的畸变校正要求。     

长焦距宽波段光学系统二级光谱及畸变——波差法参数求解(续)

本文论述了用波差法求解星模拟器上的光学系统各透镜光焦度和曲率半径的方法。为了校正长焦距、宽谱段光学系统二级光谱与畸变，系统的前后组分别在正逆光路下，各自保留约同值反号的位置色差及球差，用波像差法能较准确的解出其解。     

书籍扫描图像畸变参数自动计算精度的提高

建立了一个数据文件,用于存储一些在不同弯曲状态下书籍扫描图像页边灰度的曲线数据以及对应的多项式系数。利用多项式来描述在某种弯曲状态下像素灰度与页面上的对应点到扫描仪工作平面之间的距离关系。任意弯曲状态下的书籍扫描图像可以在数据文件中搜索到与其最接近的弯曲状态,并利用对应的多项式系数自动求得最佳畸变参数,用于图像的畸变校正实验,获得了较好的校正效果,最大误差由未校正时的63%下降到了4.4%。这使得在无需人工测量或调整畸变参数的条件下可自动校正书籍扫描图像。     

一种基于约束共轭梯度的闪光照相图像重建算法

针对闪光照相系统成像信噪比低的特点,提出了正则化预优约束共轭梯度算法（RPCCG）。RPCCG算法在闪光照相重建方程中引入Tikhonov正则化准则,利用预优约束共轭梯度法迭代求图像重建的最优解。数值试验表明,采用最小二乘+平滑准则的RPCCG算法是一种具有较高的抗噪能力的有效闪光照相图像重建算法,具有良好的收敛性和稳定性以及较高的重建精度。     

一种基于约束共轭梯度的闪光照相图像重建算法

 针对闪光照相系统成像信噪比低的特点,提出了正则化预优约束共轭梯度算法（RPCCG）。RPCCG算法在闪光照相重建方程中引入Tikhonov正则化准则,利用预优约束共轭梯度法迭代求图像重建的最优解。数值试验表明,采用最小二乘+平滑准则的RPCCG算法是一种具有较高的抗噪能力的有效闪光照相图像重建算法,具有良好的收敛性和稳定性以及较高的重建精度。     

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。     

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。     

一种基于现场定标的光电图像畸变校正算法

针对CCD摄像机所采集的图像存在畸变问题,提出了一种基于现场定标法的多项式变形技术和三元卷积算法,对其进行校正.灰阶Sobel算子通过引入衰减因子对图像进行边缘检测得到不失真的灰阶边缘图,然后将灰阶边缘图进行三次样条插值处理,使标准定标图案边缘的定位达到亚像素级,提高了图像边缘检测的精度.利用建立的校正畸变的函数关系式,实现空间几何坐标变换,既保证特殊环境下的图像测量具有足够高的精度,又使光电图像几何畸变校正达到很好的效果.     

一种成像测量图像径向几何畸变的校正方法

通过对具有径向畸变的摄像机模型的分析,设计了一套求解图像径向几何畸变中心和畸变多项式系数的方案。首先,依据校正样板曲线的弯曲程度应用一元线性回归法和逐次逼近法求取光学图像的几何畸变中心,然后应用递推最小二乘法求解径向几何畸变的多项式系数,最后根据所得到的畸变中心和畸变多项式系数对图像进行校正得到满足要求的图像。仿真试验证明:该方法可以通过一次采集单幅图像对成像系统进行高精度标定,能够对成像测量系统的径向几何畸变进行一定精度的校正。实践证明:该方法通过图像处理的方法提高成像测量系统的精度,降低了系统的设计成本,可以作为成像测量系统中单独标定摄像机畸变参数的一种简单有效的方法。     

Conjugate Image Plane Correlator with Holographic Disk Memory

A conjugate image plane correlator with holographic disk memory is proposed. Optical correlation between conjugate images reconstructed from a holographic disk and an input image on liquid-crystal television is executed with the rotation of the disk. Regardless of Fourier hologram recording with the pseudorandom diffuser, it is found possible to take out the diffuser from the original hologram recording scheme using an image reconstruction process and to get correlation signals between input and reconstructed conjugate images in the output plane of a two-lens imaging system. Generation of conjugate replicas with high contrast causes exact matching with an input image which results in high recognition performance for autocorrelation signals. The transfer function of an optical system can be controlled by adjustment of either hologram size or hologram area illuminated with a laser beam. Hence, the output intensity distribution can be adjusted by selecting a proper pupil function and the size of an output pupil defined by the input pupil size and the optical system magnification factor. The real-time character recognition by optical parallel high-speed processing for two dimensional images with position normalization is demonstrated.     

特征平行直线的成像畸变现场校正

针对畸变对成像测量的影响,通过对摄像机畸变模型的分析,提出了一种基于特征平行直线的畸变现场校正方法.该方法分两步,非线性径向畸变的校正和透视畸变的校正.首先,提取图像中包含的多条特征直线,然后通过迭代法将成像后的弯曲直线拉直的方法获得系统非线性径向畸变参量,再用这些参量对非线性径向畸变进行校正,得到去非线性径向畸变的图像.通过对图像中的特征平行直线进行拟合,获得系统的透视畸变参量,并以这些参量反演迭代实现对透视畸变的校正,进而得到去透视畸变的图像.实验和仿真结果表明:该方法通过两步法利用图像中的特征平行直线先验知识能够有效实现对成像中多种畸变的一靶现场校正;对像机径向畸变和透视畸变的校正后相对误差均达到5%以内,适合于工程中基于图像的测量和目标识别中目标无固定位置的复合畸变的现场校正.     

基于球面透视投影约束的全景环形透镜畸变校正

全景环形透镜将折反射面集成到一起,能无扫描地瞬时得到围绕光轴的360度超大视场,在机器人导航、视频监控和虚拟现实领域得到了广泛的应用.其成像机理是将围绕光轴的视场二次反射投影到环形平面上,图像存在严重的切向和径向畸变.本文根据全景环形透镜的特点采用基于球面透视投影模型对图像进行校正.首先建立含有畸变参量的全景环形透镜校正模型,将空间直线点映射为球面点,然后使用遗传算法将球面点拟合为球面上的最佳大圆,求出变形校正参量,进而校正全景环形像.仿真和真实图像实验表明,环形图像的切向和径向畸变得到了很好的校正.     

基于哈特曼法球差自动测量系统的图像处理

从基于哈特曼法自动测量球差所需解决的CCD图像传感和数字图像处理技术出发，提出将哈特曼光阑图像用于存储器中的目标识别与测量时，图像映像区搜索算法和哈特曼光阑图像中测量光斑距离的中心重叠算法，解决了在一维图像存储器中准确寻找二维图像目标，随后进行相关目标计算的技术。其中利用所有光斑的质心求解哈特曼光阑图像的中心,再由光斑质心关于光阑图像中心的对称性确定光斑质心距离的中心重叠算法可减少计算次数，大大降低了算法的时间复杂度和计算复杂度。     

泰伯效应的共轭现象

介绍了观察泰伯（Ｔａｌｂｏｔ）像的共轭虚像的实验原理及方法，并给出实验结果及扼要的理论解释，作者首次提出可把泰伯自成像公式的ｍ值扩展的负值。     

基于二次成像的像面干涉高光谱成像方法

像面干涉高光谱成像技术主要应用于遥感成像领域,为了实现不同距离目标的光谱成像探测,提出了一种基于二次成像的像面干涉高光谱成像方法。通过在无限远成像系统中加入前端成像物镜、中继准直物镜和横向剪切分束器,构建一个二次成像的干涉系统。通过采用分离式的前端成像物镜方案,选用变焦镜头或不同焦距的定焦镜头,有效地兼顾远、近距离目标的成像光谱探测。对该方法的成像系统、光谱分辨率和推扫方式等方面进行了分析,进一步搭建了实验装置,对室内近场目标和室外远场目标进行了成像实验,并对生物组织进行了显微光谱干涉成像实验。实验结果表明,该成像方法能够有效用于不同距离目标的高光谱成像探测。     

On the chromatic aberration of magnetic lenses with a field distribution in the form of an inverse power low (B(z) ∝ z)

The chromatic aberration of magnetic lenses with the field distribution in the forms of inverse law have been studied by analytical and digital methods. These aberrations can be expressed in terms of Bessel function of fraction order. Analytical expressions for chromatic aberration coefficients of the spherical field model, which is useful for the study of single-pole magnetic lenses, are given.     

Distortion Invariant Binary Image Recognition Based on Central Projection Correlation

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅｍａｔｃｈｅｄｓｐａｔｉａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇｐｒｏｐｏｓｅｄｂｙＶａｎｄｅｒｌｕｇｔ[1] ｈａｓｒｅｃｅｉｖｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｓｉｎｈｅｒｅｎｔａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｓｈｉｆｔｉｎｖａｒｉａｎｃｅ ,ｂｕｔｔｈｉｓｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｕｆｆｅｒｓｆｒｏｍｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｏｒｏｔａｔｉｏｎａｎｄｓｃａｌｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ .Ｔｈｅｉｎｖａｒｉａｎｃｅｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｐａｔｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉ…