在幻影成像系统中，投影式成像装置具有制造成本低、成像系统操作便捷的优点，但由于投影光线发散和光源处光束偏轴角的存在，投影图像照射到四棱锥斜面时会发生几何畸变，导致三维模型失真。针对该问题，提出一种投影图像局域几何畸变的校正方法。通过提取投影图片，分析并建立投影图像形状和三维模型失真程度的映射关系，利用透视变换，构建投影图像局部几何畸变的矫正模型，实现三维模型的失真补偿。实验结果证明，校正后图像边长误差从34.4%降低到3.3%，角度误差从18.3%降低到3.3%，验证了该方法的有效性和可行性。

三维医用电子内窥镜已经广泛应用于各类医学诊断、微创手术以及医学培训。三维内窥镜可视化过程中的立体空间几何畸变将直接影响医护人员对于病灶相对大小和距离的视觉感知精确度, 同时也可能成为三维内窥镜使用过程中影响视觉舒适度的重要因素之一。现有研究往往仅关注立体影像获取过程中平面图像的畸变及其矫正, 而忽略了可视化过程中显示系统不匹配及人眼对三维影像的感知特性造成的立体空间几何畸变。本文通过对三维医用电子内窥镜影像获取、显示及感知过程的分析, 建立了三维医用电子内窥镜可视化模型。理想的三维内窥镜影像感知是真实世界空间在各个维度等比例放大的虚拟空间立体感知, 三维内窥镜的参数与可视化过程的参数必须匹配才能达到理想的无畸变各维度等放大率效果, 最终实现精确的视觉感知以及良好的使用舒适度。研究内容有望为三维影像获取与可视化在医疗领域更为精确和舒适的应用提供理论参考。

高速机动、大视场、线扫等均会引起弹载大视场线列扫描红外图像的几何畸变, 从而影响巡飞弹的整体战术效能。利用探测器像面参数、坐标变换、地表模型、物像共线方程和墨卡托地图投影模型分别建立了相机的像方坐标方程、位姿变换方程、物像转换方程和物方地图投影方程, 进而构成了从像面坐标系到地图坐标系的完整严格成像模型, 利用Matlab对该模型进行静态仿真, 确定航高、摆扫角度、地表模型等模型参数造成的几何畸变特性的强度, 为弹载几何畸变校正算法的工程优化提供了依据。

为解决多通道光谱图像数据成像过程中更换滤光片造成的几何畸变问题,研究了一种基于快速稳健特征(SURF)与最大子矩阵的多通道光谱图像配准方法。利用SURF算法提取了多通道光谱图像的特征,经过透视变换得到初步配准图像。针对配准后图像边缘出现零像素值无效区域的问题,提出了通过最大子矩阵检测图像中最大内接矩形的方法,去掉了无效边缘区域,最大化地保留了有效区域信息。对壁画的多通道成像数据进行了实验。结果表明,所提方法在图像尺度与亮度变化方面具有更好的稳健性,能够避免其他配准方法中无效区域对后续光谱重建与颜色复原的影响,在配准精度、信息最大化保留、时间效率方面也具有更好的性能。

在针对深孔类零部件内表面检测过程中因曲面特性引起的结构光图像几何畸变校正问题，一直是深孔内表面检测领域的难点。本文提出了一套针对结构光条纹图像的几何校正算法: 该算法首先针对无差别建模的深孔内壁模型内表面进行结构光检测; 然后基于离散映射理论搭建深孔内壁模型和内壁展开模型内表面之间的几何位置对应关系; 最后基于映射关系校正深孔内表面结构光图像存在的几何错位（畸变）。检测结果表明，所提算法能够有效提高几何错位的校正精度，在不考虑图像边缘的基础上，校正偏差达到亚像素水平; 并且因条纹斜率不一致造成的对应条纹最大间距（即距离偏差）控制在1.5 pixel范围内，即0.135 mm。

针对目前基于单元探测器和线列探测器的红外成像仪不能较好兼顾大视场、高空间分辨率、高温度灵敏度的问题, 研制了一套基于非制冷型面阵红外探测器的大视场热红外成像仪, 实现了75°大视场、0.4 mrad空间分辨率和50 mK(NEΔT)温度灵敏度指标.建立了面阵摆扫图像畸变校正模型, 较好地解决了面阵摆扫图像定位精度低和图像拼接裂缝问题.研究成果对大视场面阵摆扫红外成像技术的发展具有重要的参考价值.

图像几何畸变在大视场光学系统中非常普遍,对于高畸变率光学系统以及高分辨率图像的实时几何畸变校正成为一个技术难点.讨论了投影系统预畸变的模型,分析了光学系统的畸变特性,提出了一种预畸变图形显示位置可调整的几何畸变校正方法,以及相应的可实时实现双三次插值算法的硬件架构.该方法的优点是工程应用可行性高,畸变校正的结果更精确且显示图像完整.

空冷凝汽器散热面温度场测量是研究空冷凝汽器换热机理和传热特性的基础。提出一种基于图像拼接的空冷凝汽器散热面温度场测量方法。利用四台红外热像仪对散热面纵向进行拍摄，通过移动清洗支架对其横向进行拍摄，得到124幅具有重叠区域的红外子图像。对子图像进行几何畸变校正，并消除辐照度不均衡影响。以基管中心为特征，利用灰度投影的相位相关算法进行图像配准，获得散热面的完整配准图像，最大配准误差为1 pixel。基于拼缝处有限行或列的灰度均值对已配准图像进行平滑处理，获得的连续温度场图像的最大空间分辨率较单幅图像提高了4倍，每个像素对应的散热面尺寸为12 mm，测温精度达到±0.4 ℃，可为优化空冷机组运行提供准确全面的空冷凝汽器温度分布信息。

图像几何畸变在大视场光学系统中普遍存在，对于高畸变率光学系统以及高分辨率图像的实时几何畸变校正已成为一个技术难点。分析了现有硬件实现架构的不足，提出了一种按照图像数据的奇偶像素以及奇偶行非线性缓冲的数据存取结构，利用提出的结构以及双线性插值算法实时实现了视频图像的几何校正和灰度校正。实验结果表明，该方法用较少的存储器资源，方便地实现了较复杂的图像插值算法，达到了对高畸变率、高分辨率图像实时去畸变且处理延时小的目的。

针对数码相机普遍存在的几何畸变现象,提出了一种基于数字图像处理的畸变检测方法。在阐述数码相机畸变产生原因和检测原理的基础上,将待测数码相机拍摄目标靶板后的图片输入计算机,利用MatLab工具对图片进行数字图像处理,由像素间距获取实际像大小,由几何光学演算获得理想像大小,从而计算出相对畸变量。实验表明,该方法过程简单,易于实现,数字化检测程度高,为数码相机性能参数的数字化检测校正提供了实验依据。