无人机平台航空遥感监测核电站温排水--以辽宁省红沿河核电站为例

针对现有监测技术手段难以满足核电站温排水常态化监测业务需求的现状,以辽宁省红沿河核电站温排水监测为例,构建基于无人机平台的航空遥感监测系统,开展温排水热扩散信息的遥感提取研究,并分别以四次多项式拟合及同步实测数据订正实现广角成像畸变校正与水体表面温度信息的获取。独立样本同步实测数据验证表明,水体表面温度反演平均偏差在0. 4℃以内。结果分析显示,高效、便捷的无人机平台遥感监测系统可有效弥补现有监测技术手段的不足,且精度较高,有望在核电站温排水环境影响评估及业务监测中得到进一步的推广应用。

广角图像畸变校正算法的研究与实现

为了校正广角图像的非线性畸变,提出一种新的数字校正方法来消除畸变。首先利用网格模板校正的方法,根据畸变图与理想图对应像素点的映射关系,得到畸变图像点在x轴和y轴方向上的偏移量。然后采用三次B插值函数对曲面插值,得到畸变像素点的偏移量曲面,由偏移量曲面和畸变点的坐标实现各像素点的坐标变换。最后通过双线性插值法完成灰度重建得到无畸变的图像,从而实现对广角图像的校正。为了测试该算法的速度性能和可靠性等指标,在DSP平台上运行此算法。实验结果表明该算法能够对广角畸变图像进行快速有效的校正。

新的桶形畸变的点阵样板校正方法

为了校正广角镜头的桶形畸变,提出一种新的桶形畸变数字校正方法。它使用点阵样板校正的方法,根据畸变图和理想图中圆点的位置关系,得出畸变图像素在X轴和Y轴方向上的偏移量曲面,采用三次B插值函数对曲面插值;由曲面插值获取像素点的偏移量,对各像素进行坐标转换得到校正图像;然后对图像进行了双线性插值的灰度重建。仿真结果表明,该方法使图像的坐标位置和灰度都得到很好的校正。

一种广角镜头光学畸变的数字校正算法

使用广角镜头获取大视场景物信息时,由于光学畸变的存在必然导致图像失真。利用光学方法校正畸变,难度大、成本高。本文提出了一种利用数字图像处理技术对光学系统进行畸变校正的新算法(GBC),该算法利用标准网格模型来求解包括径向、离心以及薄棱镜在内的多项镜头畸变系数,大大提高了校正精度,从而达到高质量校正的目的。通过相应实验验证了该算法的可行性和高效性,该算法可应用于任意照相机及摄像头,校正精度达亚像素级。

内窥镜图像非线性畸变数字校正方法

内窥镜普遍采用了大视场的广角物镜,其图像存在桶形畸变。在对畸变产生原因和校正原理进行分析的基础上,提出一种新的内窥镜图像畸变数字校正方法。结合点阵样板校正的方法,根据畸变图像中圆点之间相互位置关系构造出理想图像圆点的位置,采用三次B样条插值函数分别对畸变图像像素在x坐标轴和y坐标轴方向上的偏移量曲面进行插值。利用曲面插值得到每个像素的偏移量,对各像素进行坐标转换得到校正图像,采用双线性插值方法对坐标转换时没有赋值的像素进行灰度插值。实验结果表明该方法原理简单,易于实现,可有效用于内窥镜图像畸变校正。

硫系玻璃在无热化长波红外广角镜头中的应用

设计了一种工作波段为8~12μm、有效焦距为5mm、F数为2、视场角为110°的无热化长波红外广角镜头.根据红外无热化光学设计的基本原理,用了常规红外材料硫化锌、硒化锌和硫系玻璃材料制备的六片镜片,通过合理地分配各个镜片的光焦度以及相互间空气间隔等参量,在全视场角为110°的范围内实现接近衍射极限的成像效果.为了更好地控制系统像差,设计利用了硫系玻璃易于精密模压制备非球面的优点,在两片硫系玻璃镜片上设计了3处非球面.设计结果显示：系统在-40℃~60℃的温度范围内均可实现品质良好的红外成像,光学调制函数全视场内均大于0.4,同时在110°视场角时畸变控制在5%以下;实现了在较大视场角条件下控制红外广角镜头的畸变以及系统无热化等设计要求.该系统体积紧凑、质量较轻,整体设计符合民用红外车载镜头的使用要求.

基于混合蛙跳优化算法的图像畸变校正研究

图像畸变校正是分布式孔径系统(DAS)需要解决的先期问题。介绍了描述图像径向与切向畸变的Brown模型及其畸变量(适应度)度量标准;讨论了智能优化算法之一的混合蛙跳算法(SFLA)及其初始种群拉丁超立方抽样(LHS)算法;分别对光线追迹畸变模型、Brown畸变模型进行了图像仿真和畸变校正处理。结果显示,原始点与校正点的最大误差距离在2个像素以内,验证了算法的有效性。最后应用该方法到实际广角CCD相机拍摄的靶纸校正中,得到了较满意的结果。该算法和仿真分析结果对DAS系统的研制具有一定理论和实验意义。

采用广角数码相机测量图像显示系统的几何畸变

准确地测量含有广角耦合物镜的图像显示系统的几何畸变是实现图像显示系统几何畸变数字校正的前提和关键。提出了一种以非量测广角数码相机为测量设备的几何畸变的测量方法,首先给出了广角数码相机镜头畸变的标定方法,确定了数码相机镜头畸变系数,然后讨论了基于广角数码相机和Photoshop软件进行图像显示系统几何畸变测量的测量方法,分析了影响测量精度的因素。最后,将本文的测量结果与基于点物成像原理,采用单轴转台和普通数码相机进行测量的测量结果进行了对比,二者吻合得较好。从测量结果看,本文给出的测量方法,其测量精度可以满足工程要求,简单、易行。

适应内容的广角图像拉伸畸变自动校正算法

针对广角图像中视场边缘物体的拉伸畸变,提出一种基于图像内容的混合校正方法.利用线性透视投影的优点以及Mercator投影的保形性,通过有效组合线性透视投影和Mercator投影,平衡图像背景不弯曲和前景物体不被拉伸这一不可调和的矛盾.基于人脸检测算法,构造适应图像内容的自适应校正系数,并保持背景内容不被弯曲且前景物体不被拉伸.该算法不需要任何人工干预,可以实现自动化处理.实验结果表明,所提出的算法优于传统的投影校正算法,校正后的图像视觉效果良好.

基于Harris多摄像头孔壁图像的全景拼接技术

提出一种适用于多摄像头孔壁图像畸变校正和全景图像拼接的算法。为获取360°孔壁图像信息,采用四个广角镜头成像设备采集图像,针对孔壁图像的特殊性,提出一种改进的畸变图像校正算法。首先通过平面网格模板法进行摄像机标定,计算畸变参数,为消除孔壁曲率的影响,提出基于参数微调的畸变图像校正算法。并且通过双线性插值算法进行灰度重建。其次为消除孔壁曲率造成的边缘信息的缺失,提出柱面信息还原法将图像展开,还原孔壁的真实像素信息。通过改进的Harris角点检测算法提取图像角点,利用RANSAC算法进行匹配对提纯,计算变换矩阵,采用融合速度较快的渐入渐出融合算法,得到孔壁全景图。

一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法

图像的几何畸变广泛存在于应用广角镜头的成像系统,畸变的存在尤其不利于基于图像分析的定量分析领域。针对一个基于图像分析的红外角位置测量系统,提出一种实用广角成像系统几何畸变数字实时校正方法,阐述其畸变参数的标定方法,图像的空间变换和灰度插值方法,基于实时性要求,给出畸变校正的算法步骤,实验表明,此广角成像系统几何畸变数字实时校正方法有效提高了角位置测量系统的测量精度,并具有一定的实时性能。

目标定位系统中图像失真的自动校正

文章讨论了目标定位系统中失真图像自动校正的方法,并保证目标定位的精确性。在球面投影模型的基础上,以保持直线特性为约束,实现了广角镜头图像的自动校正。建立几何校正模型,采用分块迭代校正的方法,消除了不确定性误差的影响,可将失真图像中的目标精确定位到真实场景中。

超大空域凝视成像系统的几个光学问题

讨论鱼眼透镜（凝视角≥180°）、超广角镜头（凝视视角≥100°）几个重要的光学问题，即：大量桶形畸变的引入、光路计算中坐标系的选择、主光线的准确标定、轴外光束截面形状和大小的计算等。