针对工业现场的薄壁类零件圆孔轮廓的测量问题,构建一套基于双目视觉的测量系统。以双目摄像机作为视觉传感器,通过检测圆孔内部和零件表面灰度值,实现光源亮度的自动调节,使左右相机同时采集到最清晰的圆孔图像。通过圆孔轮廓识别和基于外极线约束的匹配,继而实现圆孔轮廓三维重建,从而获取圆孔的孔径信息和三维坐标。实验结果表明,系统具有较高的测量精度,其稳定性与精确性满足工业现场的应用。

为了得到微观动态样品的三维形貌图, 提出了基于红蓝双小孔光阑的单物镜立体显微成像方法, 并建立了一个结构简单的单物镜立体显微系统。该系统在物镜出瞳处放置分别用红、蓝滤光片覆盖的双小孔光阑, 当采用白光照明时, 彩色CCD将接收到分别用红光和蓝光表示的两个不同视角的图像。采用数字图像处理方法可获得具有视差的立体像对, 基于相位的双目匹配算法可得到样品的三维形貌。实验结果表明, 该方法重构了微观样品, 其景深达到241.50 μm。与现有的双物镜体视显微方法相比, 设计的立体显微系统简单且紧凑, 利用单次拍摄即可得到微观动态样品的三维形貌图, 在显微镜和内窥镜中很有应用前景。

医用光学中为快速消除双目立体匹配歧义,提出一种基于局部特征、稳健高效的两步立体匹配方法。用局部二进制模板/对比度(LBP/C)纹理分析描述图像纹理并构造初始匹配成本；仅在垂直、水平方向内自适应地分配权值,消除匹配特征的相似歧义性,并行双通地聚合匹配成本；由赢者通吃法得到初始视差。为消除弱纹理、重复纹理和遮挡等引起的歧义,视差求精方案包括并行双通校准视差、基于映射检测遮挡、基于极线最小二乘拟合填充遮挡。实验表明,该算法计算效率高、结构简单,易于实现并消除匹配歧义,得到精度较高且分段平滑的视差。

立体匹配一直是计算机视觉研究领域中的热点和难点, 是立体视觉中的关键技术之一。为了消除基于局部图像的双目立体匹配的歧义性, 提出一种基于图像分割及可变权值方案的初始匹配和贪婪的后处理视差估计策略相结合的立体匹配算法。分割彩色立体图像对, 利用分割自适应地分配权值来消除匹配特征相似的歧义性, 计算匹配代价得到初始视差。接着, 为了更好地消除弱纹理区域、重复纹理区域和宽遮挡区域等复杂歧义性, 视差后处理中采用贪婪估计方案, 包括基于分割的视差校准、窄遮挡处理及多方向自适应加权最小二乘拟合填充。实验结果表明, 基于分割的本算法结构简单, 能有效地提高处理局外点的稳健性, 并生成高精度的稠密视差。