1 道路施工技术与装备教育部重点实验室(长安大学),陕西西安70064
2 柳州欧维姆机械股份有限公司,广西柳州545006
针对机器视觉系统中透视投影导致的钢管、桥梁拉索等圆柱表面缺陷测量不准的问题,提出了一种圆柱曲面透视投影失真的图像校正方法。该方法在提取圆柱成像区域、明确横向和轴向方向的基础上,基于圆柱曲面的透视投影特性,将产生的失真分解为轴向变形和横向变形,利用系统成像参数和圆柱半径建立校正图像与原图像的坐标对应关系,通过最邻近插值法进行像素映射实现透视投影失真校正。实验结果表明,该方法对不同直径圆柱的图像均有良好的校正效果,校正后的图像消除了圆柱曲面“近大远小”透视变形和倾斜投影变形;进行棋盘格模拟校正时,6个圆柱棋盘格边长的测量误差从校正前最高的14.9%降低至校正后的1.2%;进行划痕测量时,两种直径的原图像的最大误差分别为78.0%与61.8%,经本文方法校正后,两种直径的最大误差仅为5.9%与5.5%,校正效果显著。
图像校正 圆柱曲面 透视投影 失真 测量 image correction cylindrical surface perspective projection distortion measurement 光学 精密工程
2023, 31(11): 1691
强激光与粒子束
2023, 35(2): 029001
红外与激光工程
2022, 51(4): 20220191
红外与激光工程
2022, 51(4): 20220228
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100049
针对辅助驾驶或自动驾驶领域车载图像的车辆压线检测问题,以及检测过程中由于欠曝、阴影或实体遮挡等因素导致的漏检、误检问题,提出基于改进Mask R-CNN与LaneNet的车辆压线检测算法。在网络优化方面,在Mask R-CNN网络的基础上将RoI Align层的图像缩放算法(双线性插值)改进为双三次插值,将全连接层卷积化的VGG16网络取代LaneNet的E-Net共享解码器;在图像增强方面,改进Gamma校正算法以实现欠曝图像的自动校正;在训练数据方面,完成Tusimple数据集中车辆目标的标注并基于改进的随机擦除算法在网络训练过程中进行数据增强。实验结果表明:车辆检测速度保持不变的同时车道线检测速度提升了28%,车辆漏检率、误检率分别降低了38.93%,89.04%,车道线漏检率、误检率分别降低了67.21%,87.05%,算法的性能指标可满足车辆压线判断的应用需求。
图像校正 实例分割 车道线检测 数据增强 压线检测 image correction instance segmentation lane line detection data enhancement line pressing detection
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。
幻影成像 图像校正 透视变换 投影式成像系统 几何畸变 Phantom imaging Image correction Perspective transformation Projection imaging system Geometric distortion
图像非线性畸变降低图像检测和分类的准确率,因此畸变校正是图像处理的一个重要预处理步骤。为此,提出一种基于自适应角点检测的非量测畸变校正方法来更好地解决图像畸变问题。首先,以畸变棋盘格图像作为研究对象,以自适应角点检测获取亚像素级角点坐标作为输入信息,基于直线投影不变性建立畸变损失函数并设置基于曲率半径的权重系数调整各曲线的畸变量。然后,采用非线性优化方法标定畸变系数和畸变中心实现畸变校正。设计两组实验:标准图像仿真实验和真实图像实验。标准图像实验中噪声值σ=1时,本文方法的畸变系数k1相对误差为0.733%,畸变系数k2相对误差为4.933%,接近真值。真实图像实验中,本文方法的平均直线度仅为0.5152 pixel,表明校正精度高,平均运算时间约为8.4 s,表明校正效率较好。两组实验结果表明,本文方法可行、准确、高效。
图像处理 自适应 角点检测 投影不变性 径向畸变 图像校正 激光与光电子学进展
2021, 58(12): 1210012
1 陆军航空兵军代局驻西安地区军代室, 陕西 西安 710065
2 西安应用光学研究所, 陕西 西安 710065
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。
广角畸变 蛙跳算法 拉丁超立方抽样 图像校正 Brown系数 wide angle distortion shuffled frog leaping algorithm Latin hypercube sampling image correction Brown parameters
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海 200083
2 上海科技大学信息科学与技术学院,上海 200031
载体平台在行进间的振动会导致光电全景成像系统采集的图像发生几何畸变。为了校正图像,本文提出了一种基于惯导信息的图像校正算法,该算法首先采用基于惯导信息的图像坐标转换方案,得到了校正后图像与原图像坐标点的对应关系;然后通过基于边缘导向的插值法,确定了校正后图像中各像素点的灰度值。实验表明,该算法可以有效实现光电全景成像系统的图像几何校正,并抑制了图像的边缘模糊效应,提高了图像复原的效果。
信号处理 光电全景成像系统 图像校正 惯导 坐标转换 information processing optical panoramic imaging system image correction inertial navigation information coordinate transformation
1 燕山大学 电气工程学院 工业计算机控制工程河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 秦皇岛视听机械研究所, 河北 秦皇岛 066000
针对圆形标志点标定鱼眼镜头模型参量准确度不高的问题, 提出一种基于质心点优化的鱼眼相机标定方法.首先在已有的鱼眼镜头成像模型的基础上, 获取模型内外参量的初值, 并利用两步求解法求取畸变参量的初值;然后通过模型求取标志圆的投影椭圆, 对该投影椭圆和图像上的椭圆分别求质心, 进而建立目标函数并优化模型各参量, 最后实现鱼眼镜头的精确标定.模拟实验和真实图像实验结果均表明: 本文提出的方法能够明显提高鱼眼镜头的标定准确度, 为鱼眼视觉相关问题的研究提供了可靠的参量依据.
机器视觉 摄像机标定 质心点优化 鱼眼镜头 畸变参量 图像校正 圆形标志点 Machine vision Camera calibration Centroid optimization Fisheye lenses Distortion parameters Image correction Circular control points