苏州大学 机电工程学院, 江苏 苏州 215000
光学相干断层扫描(OCT)具有成像速度快, 分辨率高的特点, 被广泛应用于眼科疾病诊断。针对眼科手术中需要快速获取指定手术区域的深度信息, 本文提出了一种将OCT应用到眼科手术导航的方法。基于扫频OCT系统, 以二向色镜结合CCD相机进行实时观测, 对扫描坐标系和相机坐标系进行坐标匹配, 完成OCT的扫描定位。对于由样品自身折射所带来的图像重建与实际坐标的误差, 基于费马原理与斯涅尔定律进行OCT图像重构误差矫正, 在理论上推导了OCT图像与样品实际结构的映射关系。实验结果表明, 能够以较低的误差(深度误差约为50 μm)获取特定位置的OCT图像, 并完成OCT图像信息的矫正。该系统能够测量样品指定位置的准确信息。
光学相干断层扫描 手术导航 坐标匹配 图像矫正 Optical Coherence Tomography(OCT) surgical navigation coordinate matching image correction
桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
以待标定鱼眼相机近似垂直棋盘格获取的单张影像为对象,综合利用多种几何约束分阶段求解鱼眼相机参数初值并进行全局优化:利用鱼眼图像轮廓对称性计算得到准确的相机主点位置(u0,v0),并通过轮廓外接矩形扫描搜索巧妙回避了黑色背景下的轮廓点检测困难;精确拟合棋盘格两组互相垂直平行直线在鱼眼图像上投影椭圆,计算椭圆交点并将其反投影到单位球面获得平行直线灭点,根据灭点方向正交约束得到相机等效焦距初值(fx,fy)及旋转矩阵角度初值;利用径向对准约束及棋盘格角点信息先线性求解平移矢量(tx,ty)初值,进而建立一元二次方程求解平移矢量tz初值,最后通过最小化棋盘格角点重投影误差对除主点外的全部相机参数进行全局优化,并利用优化参数对鱼眼图像实施立方盒展开纠正。对海康威视两种型号(视野范围不同)定焦鱼眼相机的标定及其影像纠正试验结果表明,本文方法重投影均方根误差(RMSE)小于1/3 pixel,标定参数对鱼眼图像不同区域的平面透视纠正效果总体上较稳健,中心区域纠正效果略优于边缘处,纠正影像上棋盘格角点直线拟合RMSE均小于0.7 pixel,效果明显优于网上标定工具箱结果,具有较好的应用价值。
机器视觉 鱼眼相机标定 鱼眼图像矫正 灭点 径向对准约束 光学学报
2018, 38(11): 1115001
1 哈尔滨工业大学信息光电子研究所, 山东 威海 264209
2 山东船舶技术研究院, 山东 威海 264209
线结构光扫描是一种非接触式三维探测技术, 在成像、测距等诸多领域具有广泛应用。针对旋转扫描系统引起的三维成像弯曲现象, 基于三角法成像原理, 提出了一种激光线扫描图像矫正算法。设计了旋转线扫描三维成像系统, 对距离2.7 m的目标进行了矫正实验, 矫正前图像直线度误差是0.36 m, 矫正后该误差低于0.02 m。实验结果验证了该算法对图像弯曲矫正的有效性。
线结构光扫描 图像矫正 激光三角法 linear structured light scanning image correction laser triangulation
华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
随着大口径光谱仪的发展，传统光谱仪中并不明显的狭缝弯曲越来越成为制约光谱仪分辨率的一大因素。根据由离轴光线光栅方程获得的偏移量公式对狭缝弯曲进行矫正。为消除公式与实际图像不契合的问题，详细分析了各装配误差对公式的影响，总结出相关矫正参数，并利用光谱线丰富的光源拟合出相关预矫正参数来消除装配误差造成的影响，再结合偏移量公式对待处理光谱图像进行矫正。利用氖光谱灯拟合预矫正参数，对氪光谱灯与汞蒸汽荧光灯进行了光谱测试，经矫正后光谱分辨率有很大改善，接近于光谱仪点源照射时的分辨率。
光谱学 狭缝弯曲矫正 离轴光线光栅方程 大口径光谱仪 图像矫正
1 中科院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院大学, 北京 100049
大视场推扫式成像光谱仪的驻留时间长, 覆盖范围大, 能比较好地满足海洋遥感的要求。但沿轨和穿轨方向上调制传递函数的差异导致了成像中的“拖影”现像。通过实验获取了系统的线扩散函数; 利用插值法构建矩阵来描述系统穿轨方向上的成像特性; 使用遥感图像“拖影”区域的梯度平方和作为判别依据对矩阵的系数进行调整; 最后使用矩阵对遥感图像进行了矫正。从矫正后的图像来看, “拖影”现像已基本被扣除, 证实了该方法的有效性。
线扩散函数 成像光谱仪 图像矫正 Line Spread Function(LSF) imaging spectrometer image restoration
提出了一种人民币光学字符识别 (OCR)过程中号码区域快速定位的新方法。算法首先利用固定阈值法对纸币图像进行二值化, 然后从二值纸币图像的左边缘和下边缘选取一定数目的样本点, 根据非磨损残缺区域两边缘上向量内积为零的特性, 筛选出位于边缘非残缺区域内的样本点, 从而排除边缘磨损残缺的干扰。再根据这些样本点用最小二乘法拟合直线, 以确定纸币的倾斜角和左下角点坐标。最后对图像做旋转变换, 同时根据旋转公式得到纸币图像矫正后左下角点的坐标, 并以角点为起点偏移固定距离提取出号码区域, 这使得提取号码区域时间开销在微秒级, 图像矫正与号码定位几近同时完成。实验结果表明, 该方法具有较好的鲁棒性和较高的时间效率, 在纸币号码识别系统中具有很好的应用前景。
光学字符识别 最小二乘法 区域定位 图像矫正 OCR least square method region location image correction
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京100049
由于成像系统和目标的距离和方位的原因，会导致形成的图像发生透视而不再是正视图，这对于图像的特征提取、识别等后续处理非常不利。对于发生了透视畸变的图像，透视变换解决了一般仿射变换不能改变图像内部点相对位置的缺陷。文章根据透视变换的原理提出了基于改进的霍夫变换和透视变换的透视图像矫正技术，该算法根据摄像机的成像机理进行透视图像矫正，Matlab仿真实验结果表明，该算法可行性高，简单易行，稳定性好，可广泛推广至目标识别等领域。
图像处理 图像矫正 霍夫变换 透视变换 image process image rectification Hough transformation perspective transformation
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,130033
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 昆明物理研究所,云南,昆明,650023
车载式被动红外探雷系统中,由于存在探测系统的主光轴与地面法线的夹角,热像仪所获取的图像存在着较大的畸变,影响了地雷探测的准确率.从图像畸变产生的原因入手,根据从物平面到像平面的坐标映射算法,在VC++6.0环境下实现了对畸变图像的矫正.实验结果表明,当红外热像仪置于2 m高度,探测距离为20 m时,矫正后图像与20 m正视图像各对应像素点灰度值之差均小于8,具有相似性.本算法适用于红外探雷车辆的图像处理系统.
图像矫正 红外 地雷探测
