一种基于投影校正的在机工件三维重构方法

提出了一种新的基于投影校正的移动式单目视觉三维重构方法。在投影校正后的立体图像对平面上,所有极线相互平行且处于水平方向,共轭极线位于同一条水平线上,使单目摄像机在移动前后的两个位置拍摄的图像的对应点匹配搜索从二维平面降至一维水平线,为图像匹配提供了极为有利的约束条件。采用该投影校正的方法对铣床上的工件进行了三维重构,证明了该方法的有效性。

一种带有投影校正步的部分并行分离方法

为了解决带有线性约束的可分凸优化问题,提出了一种带有投影校正步的部分并行分离方法,该方法在预测步中充分利用了目标函数可分的结构特点,投影校正步的使用,确保了方法的收敛性;最后通过计算数值例子展示了算法的可行性与有效性.

基于相机反馈的交互式多投影校正系统

随着相关技术和行业的发展,多投影显示系统以其良好的显示效果在展览展示、娱乐教育等领域得到了日益广泛的应用。大型多投影显示系统整体像素数量非常大,进行画面输出的显示节点常采用生成整体图像的一部分,即切分纹理的方式提高系统伸缩性,这需要投影拼接校正结果的支持。针对常见的柱面多投影显示环境,设计并实现了一套基于相机反馈和交互式编辑的多投影校正系统,支持切分纹理的使用。实际多投影显示环境中的实验验证了系统的可用性和准确性。

F/0.78高次非球面零位补偿检测与投影畸变校正

为实现高次非球面的高精度检测与确定性加工,从高次非球面检测的零位补偿器设计和干涉检测图的投影畸变校正两方面出发提出了具体的解决方案。首先,基于三级像差理论与PW法推导了高次非球面三片式补偿器初始结构参数计算公式。针对有效口径314 mm、F/0.78的8阶偶次非球面,将基于公式获得的初始结构参数代入光学设计软件进行缩放、优化后获得PV=0.0096λ、RMS=0.0012λ(λ=632.8 nm)的补偿器设计结果,公差分析结果表明此设计满足高次非球面λ/50的检测精度要求。进一步地,针对基于零位补偿器的干涉检测图存在畸变的问题提出了一种校正方法,该方法采用零位补偿器的成像畸曲线数据确定干涉图的畸变规律,利用畸变零点求解算法确定畸变中心,结合畸变规律与畸变中心点坐标进行逆向求解实现干涉检测图畸变的快速校正。采用本文所提方法对零位补偿检测结果进行畸变校正,基于畸变校正结果对非球面进行了6次磁流变抛光后,面形RMS由0.270λ收敛至0.019λ,验证了该畸变校正方法的有效性。

全息编码靶标及图像逆投影校正匹配

设计一种具有全息特性的平面编码靶标,该编码靶标利用局部编码获得该部分在靶标上的位置及靶标整体状态,可应用于位姿测量,提高了测量范围和测量精度。针对编码靶标的解码和匹配问题,提出基于靶标图像逆投影校正和相关匹配的解码算法,采用透视变换,将靶标图像重建到三维空间中,对其进行旋转校正后再投影到原像面中。改进了相关匹配算法,改进后只需搜寻编码靶标上的标志点,匹配效率得到提高。实验结果表明,所提解码匹配方法具有很好的匹配效果和匹配效率。图像逆投影校正方法可应用于摄影测量中的编码靶标解码匹配,不受编码规则限制,可有效提高解码正确率。

摄像反馈的投影仪畸变图像的自动校正

设计了一种基于摄像反馈的投影仪畸变图像自动校正系统，根据原投影图像与摄像头反馈图像之间的对应关系，建立几何变换的对应矩阵，对原图像进行预处理来抵消投影图像可能的透视失真。实验证明：该方法能有效实现投影仪透视失真的自动校正。

滑坡颗粒图像识别的投影校正方法与应用研究

破碎地层滑坡是我国西南山区典型的灾害类型之一,滑坡物质主要由破碎颗粒构成,具有较强的流动性和致灾能力,对滑坡区颗粒分布研究有助于灾害范围预测和灾害防治。基于无人机摄影和图像识别技术,针对投影平面与地形间夹角带来的颗粒投影变形问题,引入投影面积修正系数Ki,实现非统一平面投影和变形校正,从而更准确获得颗粒统计学特征。以2018年4月8日发生于汶川县龙溪乡的阿尔寨破碎层滑坡为例,利用所提方法获取滑坡颗粒数量、位置参数、投影面积、校正面积,对滑坡颗粒尺寸特征及颗粒空间分布规律,对滑坡纵向运动和横向运动模式,纵横2向运动的颗粒空间分布特征,纵向运动过程颗粒破碎与分选作用,巨石颗粒的势能驱动特征和巨石颗粒的惯性优势进行分析;结果表明,阿尔寨破碎层滑坡堆积区相比滑源区小颗粒占比更高,分选性更好,并随着运动距离增加小颗粒占比增高、分选性趋好;占比2.4%的巨石颗粒运动具有显著的势能趋动特征,运动距离相比小颗粒更远,巨石颗粒同时还具有明显的惯性优势,集中分布于滑坡堆积体的中心区域。

面向矩形融合区校正的多投影显示系统的设计与实现

随着人们对视觉展示要求越来越高,大尺寸屏幕和高分辨率画面逐渐成为展示的潮流,而作为能够满足人们对于超大屏幕和超高分辨率要求的多投影显示系统,已成为备受关注的热点。传统的投影拼接融合技术对于投影仪数量增加,投影仪任意排列时,也难以满足融合要求。面向矩形融合区校正的多投影显示系统,采用对所有的投影仪进行分组的方式,分别对组内的投影仪进行几何校正和颜色校正。同时针对投影仪的错位排列,对比了基于距离比值的亮度贡献计算方法,由此改进为基于面积比值的亮度贡献计算方法进行融合区的亮度衰减计算。最终实现了包含校正技术和便捷媒体管理以及播放控制的易用系统。实验结果表明面向矩形融合区校正的多投影显示系统的正确性、实用性以及易用性。

一个通用的投影墙软件校正系统

随着计算机图形硬件以及分布式并行图形绘制技术的不断发展,现在图形工作站以及PC集群机所能处理的图形数据量不断上升。但是,现在计算机显示设备所能提供的显示分辨率及其有限。因此,利用多台投影仪组成投影阵列进行拼接显示的投影墙技术受到越来越多的关注;此类系统的一个关键问题就是如何校正多台投影仪,使得最后拼接显示的图像没有明显的缝隙和瑕疵。该文介绍了一套通用的与具体应用无关的投影墙软件校正系统,该系统克服了传统软件校正系统在通用性、校正速度等方面的不足,取得了很好的校正效果。

结合投影误差校正的快速SIFT图像拼接

针对现有图像拼接方法实时性受限的问题,提出了一种通过对图像拼接中重叠区域部分图像特征检测和投影误差校正两部分相结合的快速图像拼接方法。首先,该方法特征检测范围仅集中在待拼接图像重叠区域的部分图像块,从中获取尺度不变特征变换(SIFT)的特征点信息。然后,在特征匹配后应用投影误差校正方法,达到充分利用有限匹配点对计算出高精度投影变换矩阵的目的,避免了不必要的特征检测和匹配搜索,继而大大加快了图像拼接速度。最后,结合图像拼接的质量评价方法对图像拼接结果做出质量分析,以反映改进方法的性能。实验结果表明:对比文献所提出的快速图像拼接方法,本文方法在保证图像拼接质量的前提下显著降低了拼接时间;在所给的3组实验图像中,拼接速度平均提升了54%左右,证明了本文方法的可行性和有效性。

投影数据校正对数字乳腺层析成像质量的影响

目的研究数字乳腺层析成像(DBT)投影数据采集过程中的探测器性能因素对重建图像质量的影响。方法参照传统探测器的投影数据校正方式,结合DBT成像过程特有的数据采集模式,对探测器采集的投影数据进行暗场校正、光场及其增益校正等。而后,利用基于全广义变分正则化项的PWLS迭代重建算法进行DBT图像重建。结果乳腺仿真物理体模数据的实验结果表明,相对于未校正的投影数据,本文校正方法对由光子数分布不均造成的投影数据足跟效应进行了有效抑制。重建图像结果显示,校正后投影数据的重建图像中低对比度结构的显像得到提升。结论投影数据暗场校正、光场及其增益校正过程用于DBT图像重建可提高图像质量。

基于先验图像的CT图像金属伪影校正算法

目的基于先验图像信息的CT图像金属伪影校正算法可以有效去除CT图像金属伪影。本文对该算法中先验图像模拟生成的投影数据与含有金属伪影的原始CT图像模拟生成的投影数据进行融合过程中的插值方式进行探索研究。方法主要步骤包括:(1)CT图像金属区域分割;(2)前向投影;(3)投影数据金属区域插值;(4)先验图像生成;(5)先验图像模拟生成的投影数据与含有金属伪影的原始CT图像模拟生成的投影数据进行融合;(6)CT图像重建;(7)金属区域填充。在步骤5中,对融合过程中进行的插值运算进行探究,包括多项式拟合的最高次幂和拟合数据量对金属伪影校正后的CT图像质量影响,最后对含有金属伪影的头部CT图像进行本文算法和传统算法在去除金属伪影方面的主观评价和客观指标评价。结果相对于传统算法,本文算法中插值区域两侧各采用3个数据以及进行三次多项式对投影数据中金属区域进行拟合时,CT金属伪影去除效果优质。结论基于先验图像信息的CT图像金属伪影校正算法中的插值计算方法对CT图像金属伪影校正效果产生影响,选择合适的拟合数据量和多项式拟合最高次幂将提高最终校正结果。

基于平板探测器的锥束CT投影图像校正

在分析基于平板探测器的锥束CT投影图像缺陷的产生原因和特性的基础上,提出校正的方法,分别对投影图像进行暗场、像元响应不一致的一步校正和光场不均匀校正、像素坏点去除。通过在同一锥束CT系统中相同电压、电流水平情况下,采集不同积分时间下的空气投影图和相同条件下的暗场图,并对其像素值变化进行分析、拟合和对比,得到系统的线性参数矩阵、光场分布图和坏点位置图。对空气投影图像进行校正,并将其作为不完全参照,计算射线吸收系数,用于锥束CT重建。实验结果表明,该方法能有效去除锥束CT投影图像的噪声,抑制物体重建切片的大量环状伪影的产生,提高锥束CT系统重建图像的质量。

一种投影几何失真校正的硬件架构设计

针对投影式移动设备的投影图像几何失真问题,提出了一种基于图像变形算法的投影图像几何失真校正的硬件架构,并针对硬件实时性及功耗问题提出了解决方法.本架构设计了基于奇偶存储机制的双行缓存,实现了片外插值像素的并行获取,降低读取延时;基于数据复用原理设计了冗余消除单元,有效避免片外像素的重复读取及功耗,读取次数平均减少61.5%,减小读取功耗;存储空间消耗仅为11.9kB.本设计还引用了无除法的中点算法进行坐标的透视变换,并设计了坐标变换查找表,实现了像素的低复杂度片外和行缓存寻址.

基于压力校正增量形式投影方法对含哥氏力的Navier-Stokes方程的误差分析方法

为解决流体力学中含哥氏力的Navier-Stokes方程中的哥氏力不可压及非线性问题,本文利用压力校正增量形式投影方法对含哥氏力的Navier-Stokes方程进行了误差分析,得到速度的时间精度是一阶的,压力的时间精度是弱一阶的结果.最后,通过数值实例验证了结论的正确性.

用于3维重建的立体图像校正

传统的图像校正方法通过最小化匹配点间的距离作为目标函数引导图像校正,但往往会导致被校正图像出现较大的失真变形,不仅无法为3维(3D)重建提供信息,反而会带来额外的误差。为此提出一种无需相机标定的图像校正方法,有效地保留图像因拍摄方位不同带来的视差,为3D重建提供所需的重要信息。方法首先利用立体图像的对极匹配原理,推导出将2幅图像极线对齐到同一方向的变换,然后在此基础上引入使得图像纵横比保持不变的剪切变换过程,有效地减小校正图像的几何变形。实验表明,该方法是一种鲁棒的图像校正方法。

立体图像对的极线校正

将Seitz方法和Francesco方法结合起来,给出了一种改进的极线校正方法。该方法利用改进的八点算法算出基本矩阵,根据基本矩阵采用Seitz方法计算投影变换矩阵,最后以算出的投影变换矩阵为初值采用Francesco方法对其进行最优化,从而有效地避免了最优化时陷入局部最优的可能,同时又不过分依赖基本矩阵的精度。通过对Francesco方法、Mallon方法和该方法进行对比实验,可以发现该方法具有更高的校正精度,图像的扭曲也比较小。

一种锥束CT中平板探测器输出图像校正方法

为了消除平板探测器缺陷在锥束CT重建切片中引起的伪影,提出一种投影图像校正方法.通过对投影图像进行暗场和增益不一致校正,推导了像元增益系数公式;对增益系数以及像元输出的期望和方差进行直方图分析以识别坏像素,根据坏像素分布特征设计相应的插补方案;通过局部屏蔽区域数据统计暗场波动幅度并逐行修正.实验结果表明,该方法使投影图像灰度分布均匀,像元输出波动和切片伪影得到有效抑制.

基于特征值最小化方法的鱼眼镜头校正算法

在不添加任何辅助条件增加校正复杂度的情况下,通过添加线性约束条件来实现鱼眼图像的校正中,仅添加平行和共线约束的鱼眼图像校正结果有时会出现校正错误而导致最终校正图像的变形。文中在添加共线和平行约束的前提下,添加正交约束,并用特征值最小化来优化校正过程。实验结果表明,该方法最终解决了缺少正交约束条件下出现的校正图像变形问题并提高了校正的效率。文中得出了在校正过程中使用特征值最小化方法的有效性,并着重强调了正交约束在添加线性约束鱼眼图像校正中的重要性。

基于游戏引擎的柱面主动立体多投影显示系统

为了使面向柱面的主动立体多投影显示系统能够覆盖用户更多的视野空间,营造强烈的沉浸感,为人们带来震撼的视觉体验。游戏引擎是互动图形应用的集成化开发工具,能够提高多投影显示系统的开发效率,降低系统复杂度。然而,现有基于游戏引擎只支持主动立体显示的图形系统中间件,不支持柱面多投影显示系统。因此,基于游戏引擎,整合了多投影校正技术、柱面全方位立体影像生成技术以及主动立体显示技术,设计并实现了面向柱面的主动立体多投影显示系统。实验结果表明,该系统具有良好的显示效果。