基于条纹投影的高速三维形貌测量技术发展综述（封面文章）

吴周杰，张启灿

四川大学电子信息学院

[摘要]在虚拟现实和增强现实、智能制造检测、材料性能测试等需要对动态场景进行三维建模、对动态过程进行深入分析的领域中，高速三维面形测量技术具有重要的科学研究意义和广泛的应用价值。随着高速动态场景测量需求的日趋增长和测量硬件设备的迅速发展，相应领域的研究热点逐渐从简单静态场景的三维测量转移到复杂动态场景的测量中。以测量任务需求为主线，综述基于条纹投影的高速三维测量技术在硬件和算法上的研究进展，随后分类比较已有技术各自的优缺点，给出不同测量任务下的方法选择建议，最后总结基于条纹投影的高速三维形貌测量技术所面临的挑战和潜在发展动向。

基于深度学习的稀疏或有限角度CT重建方法研究综述（封底文章）

邸江磊，林俊成，钟丽云，钱克矛，秦玉文

广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院广东省信息光子技术重点实验室

[摘要]由于计算机断层扫描（CT）成像技术对物体内部结构具有出色的可视化能力，其在临床医学诊断中获得广泛应用。但是X射线辐射会对人体造成伤害，通常采用降低扫描强度或者减少扫描角度数量的方式降低患者受到的X射线辐射剂量，然而在欠采样投影数据条件下重建的低剂量CT图像会有严重的条状伪影和噪声。近年来，深度学习技术快速发展，同时卷积神经网络在图像表示与特征提取等方面展现出巨大优势，应用在稀疏或者有限角度下的CT重建任务中可以实现快速和高质量的重建。因此面向稀疏或者有限角度条件下的CT重建技术，综述了深度学习技术在图像域后处理、正弦域预处理、双域数据联合处理、迭代重建算法和端到端映射重建5个方面的国内外最新研究进展，对当前基于深度学习的稀疏或者有限角度CT重建方法的技术特点及其局限性进行分析，并展望了未来可能的研究方向。

基于超构表面的三维成像技术（内封面文章）

景晓丽，王涌天，黄玲玲

北京理工大学光电学院

[摘要]三维成像技术具有强大的精细化空间数据描述能力，在消费电子、自动驾驶、机器视觉和虚拟现实等领域已成为最关键的传感技术之一。现有的三维成像技术受到传统折射元件和衍射元件的物理机制限制，难以满足设备小型化、集成化、多功能、大视场、大数值孔径、高分辨等性能要求。超构表面作为由亚波长纳米天线阵列构成的智能表面，能够实现对光场的振幅、相位、偏振等参量的人为调控，具有体积小、高空间带宽积、高效率、多功能、大视场等优势，有望成为新一代光学元件服务于三维成像技术。本文综述了基于超构表面的三维成像技术进展，在超构表面的物理机制和应用优势的分析基础上，详细介绍了超构表面在三维成像技术例如结构光技术、飞行时间法、光场成像和点扩散函数工程中的应用和表现，总结和展望了基于超构表面的三维成像技术面临的挑战和未来发展方向。

透明刚体非侵入式三维重建技术研究进展

潘智辉，陈睿，胡昌平，徐静

清华大学机械工程系

[摘要]三维重建在自动驾驶、元宇宙等工业领域有着重要的应用前景。其中，透明刚体的三维重建由于其复杂的成像规律在重建过程中存在一定挑战。本综述回顾了透明刚体的三维重建技术，重点介绍了基于优化可视外壳的方法和基于深度学习的方法，讨论了基于可视外壳重建的原理和各类优化方法，还讨论了基于深度学习的RGB-D深度补全和多视图方法，并介绍了目前透明物体的数据集，最后对可能的发展方向进行了讨论和展望。

延展表面高分辨率形貌测量方法综述

马璐瑶，邾继贵，杨凌辉，廖瑞颖，刘皓月，樊一源，杨朔

天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室

[摘要]当前，以高密度点云为目标的三维形貌测量正在取代传统离散坐标测量成为几何量测量的新发展方向。除了狭义制造环境，高密度点云提供的多空间分辨率特性在以高铁、飞机、隧道为代表的机械装备、大型工程运行状态监控领域同样显现出广泛的应用前景。但与制造场景中静态条件下的点云形貌测量问题不同，对于处于服役状态的被测量对象，相关测量需求表现出点云需要伴随运动高速连续延展、高分辨率获取等新特点，所形成的延展表面测量新问题对传统测量方法提出了严重挑战。以线阵CCD、CMOS为代表的一维图像传感器可在运动状态下快速连续成像，为三维形貌测量系统提供满足高速、连续、高密度等测量要求的硬件潜力，近年来得到了持续发展和广泛关注。对基于一维图像的延展表面高分辨率形貌测量方法及涉及的参数标定、一维图像匹配、多传感器布局与同步、运动误差补偿等关键技术进行综述，并探讨它们未来可能的发展方向。

基于数字全息显微技术的微纳粒子动态行为表征

何炳恩，张利萍，龚湘君，张广照

华南理工大学材料科学与工程学院

[摘要]微纳气泡、胶体颗粒、微生物等微纳粒子广泛存在于日常生活和自然环境中。观察各种微粒的动态行为并对其进行精确的定量表征，可为我们了解生命科学、医学、材料及环境科学中的许多核心问题提供重要启示。本综述介绍了可对多个微粒进行实时、大景深、非标记、高精度三维追踪的数字全息显微技术，阐述了其工作原理及其应用，最后对相关技术的发展方向及面临的挑战进行了讨论及展望。

三维表面形貌测量中的共聚焦显微成像技术研究进展

王玥颖，刘旭，郝翔

浙江大学光电科学与工程学院

[摘要]随着精密仪器制造和半导体加工产业的蓬勃发展，对微小结构表面形貌的观察和测量是现代科学研究的一个重要方向。激光扫描共聚焦显微成像技术因高分辨率、高信噪比和优秀的层切能力在三维表面形貌测量领域备受青睐。介绍共聚焦显微成像技术的基本原理，并对适用于三维表面形貌测量领域的共聚焦显微成像方法进行综述，包括共聚焦成像的不同扫描方法、不同探测手段及基于光谱的共聚焦成像技术。最后，对共聚焦显微成像技术未来的发展趋势进行展望。

增强现实抬头显示现状与展望

周婷，乔文，华鉴瑜，陈林森

苏州大学光电科学与工程学院

[摘要]驾驶员通常利用车载显示器和个人设备获取导航信息，这种多界面信息交互容易分散对行车环境的注意力，影响驾驶安全。随着汽车智能化的推进，增强现实抬头显示（AR-HUD）通过将虚拟信息投影到远处，并与真实的驾驶环境相融合，大大提高了驾驶安全。回顾了AR-HUD技术，主要包括单平面抬头显示、多平面抬头显示和3D抬头显示的发展现状。介绍了评价HUD性能的主要光学指标，阐述了不同技术的基本原理和最新进展，分析了现有技术面临的挑战，最后总结了AR-HUD技术的未来发展方向。

便携式三维显示的发展与展望

高晨，李子寅，吴仍茂，李海峰，刘旭

浙江大学光电科学与工程学院

[摘要]移动电子设备在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，具有轻薄特性的便携式三维显示也因此受到了广泛关注。针对移动信息终端的应用需求，重点介绍指向背光显示、压缩光场显示、集成成像显示、指向光场显示这4种便携式三维显示技术的研究进展，并针对便携式设备的应用场景，就如何有效利用显示带宽展开了分析，最后对便携式三维显示未来的发展进行展望。

双目立体视觉研究进展与应用

杨晓立，徐玉华，叶乐佳，赵鑫，王飞，肖振中

奥比中光科技集团股份有限公司

[摘要]双目立体视觉模仿人类视觉系统对环境进行三维感知，通过对校正后的左右图像进行立体匹配获取两幅图像的视差，再根据三角测量原理计算出场景的深度，在近几十年中一直是计算机视觉领域的研究热点，取得了一系列的进展。传统的立体匹配方法采用手工设计的特征进行立体匹配，研究表明，这类方法对弱纹理或重复纹理区域以及遮挡区域表现不佳。近年来，基于深度学习的立体匹配方法取得了显著的进展，表现出了强大的应用潜力。本综述对这一不断发展的领域进行全面的调研，讨论不同方法之间的优点和局限性，介绍市面上的双目产品，并展望该领域的研究与应用前景。

深度学习技术在光度立体三维重建中的应用

王国珲，卢彦汀

西安工业大学光电工程学院

[摘要]光度立体三维（3D）重建是机器视觉和光度学领域中研究的热点问题，由于设备简单、成本低廉、分辨率高，得到广泛的应用。近年来，伴随着人工智能与深度学习技术的蓬勃发展，光度立体技术的发展进入一个崭新的时代。对深度学习技术在光度立体3D重建中的研究进展进行综述。首先，介绍光度学3D重建的研究背景和基本原理；其次，对光度立体3D重建方法的类型进行概述；接着，简要介绍常用的合成与实际拍摄数据集；然后，详细阐述深度学习技术在光度立体3D重建中的应用，它将基于物理模型的光度立体技术变为一种“数据驱动”下的技术，从而实现较高的预测精度；最后，进行分析与总结，并指出深度学习技术在光度立体领域所面临的挑战以及未来的研究趋势。

光学相干层析成像在指尖生物特征识别中的应用

苗清然，王海霞，于洋，张怡龙

浙江工业大学计算机科学与技术学院

[摘要]指尖作为人体最方便采集的部位之一一直是生物特征识别研究的重点。随着指纹等外部指尖生物特征抵抗环境干扰能力差和容易被伪造等问题的出现，人们开始关注指尖内部的生物特征。光学相干层析成像技术能够非侵入地对指尖的内部结构进行三维成像，并从中获取内部指纹、汗孔和汗腺等更加安全稳定的指尖内部生物特征。在过去的近二十年中，众多的研究者针对这一方向开展了研究。对光学相干层析成像技术、光学相干层析成像技术对指尖生物特征的采集、该技术在生物特征识别和防伪方面的应用等进行了总结，最后分析了当前的技术限制和发展前景，旨在为该方向的持续发展提供理论支持。

大型结构高精度三维动态变形测量应用进展

邵新星，员方，魏康，何小元

东南大学土木工程学院工程力学系

[摘要]大型结构全周高精度三维动态变形测量对大型或超大型结构的力学性能研究有着重大意义。三维数字图像相关作为一种结构简单、非接触、精度高的全场变形测量技术，可以为大型结构变形测量提供有效的测量手段。首先介绍三维数字图像相关测量的基本原理。在大型结构多相机全周变形测量方法中，将介绍大尺度散斑制作、大视场三维标定、多相机系统坐标统一、相机外参实时标定等关键技术的研究工作。最后，针对土木工程领域与航空航天领域的实际需求，介绍大型结构高精度三维动态变形测量的应用，包括盒式结构地震模拟振动台试验测量、悬索穹顶结构连续坍塌试验全周高速变形测量、运载火箭舱段荷载试验全周变形测量。大型结构全周高精度三维动态变形测量将为大型建筑结构抗震性能分析、大型结构力学建模和破坏机理研究提供可靠的实验分析手段。

基于VCSEL投影阵列的散斑结构光三维成像技术及其传感器设计（内封面文章）

尹维，李明雨，胡岩，冯世杰，张晓磊，王槐，陈钱，左超

南京理工大学电子工程与光电技术学院智能计算成像实验室（SCILab）

[摘要]散斑投影轮廓术通过投影单幅随机散斑图案编码场景的深度信息，利用散斑匹配技术建立立体图像间的全局对应关系，从而实现单帧3D重建。但由于被测物体表面的复杂反射特性和双相机间存在的视角差异，投影单幅散斑图案无法为整个测量空间中每个像素编码全局唯一的特征，由此带来的误匹配问题导致测量精度较低，难以满足一些工业场景的高精度测量需求。提出一种基于垂直腔面发射激光器（VCSEL）投影阵列的散斑结构光三维成像技术及其传感器设计方法，所研制的三维结构光传感器集成了3个小型化散斑投影模组，投影一组空间位置不同的散斑图案，对被测场景的深度信息进行高效时空编码。提出一种由粗到精的时空散斑相关算法，以提升测量精度，重建复杂物体的精细轮廓。通过精度分析、三维模型扫描、小目标金属零件检测、复杂场景测量等实验证明，所提三维结构光传感器实现了远距离、大视场的高精度三维测量，可潜在应用于零件分拣、机器人码垛等工业场景。

基于高速LED阵列的条纹结构光三维测量方法

耿协辉，宋镜明，张蕾，左超，孙鸣捷

北京航空航天大学

[摘要]针对数字光处理（DLP）投影仪投影速度低从而限制结构光三维测量速度的问题，采用具有兆赫兹量级切换速度的LED阵列作为投影光源，提出一种基于高速LED阵列的条纹结构光三维测量方法。具体地，使用高速LED阵列投影二值条纹图案，通过对投影系统的镜头进行轻微离焦从而在被测三维物体表面获得正弦条纹，然后结合相移法和多频外差法对物体三维高度进行解算重建。使用所提实验系统在21000 frame/s的投影速度下对旋转速度为3000 r/min的阶梯物体进行三维测量，系统对动态物体的测量速度达到6000 Hz，测量精度达到0.1 mm，实现了对高速运动物体的三维形貌重建，同时展现出高速LED阵列作为投影光源提升三维测量速度至兆赫兹量级的可行性。

稀疏结构光照明三维层析显微技术

雷云泽，郜鹏，刘星，李娇月，陈肖霏，郑娟娟，安莎，但旦，姚保利

西安电子科技大学物理学院

[摘要]光学显微具有对样品损伤低、可特异性成像等优点，是生物医学、生命科学、材料化学等多个领域中必不可少的成像手段。然而，传统光学显微镜多采用平行光照明整个样品，无法有效区分在焦信号和离焦背景，不具备三维层析成像能力。基于此，提出一种基于共振扫描的稀疏结构光照明三维层析显微（SSI-3DSM）技术，通过共振扫描聚焦光斑快速生成稀疏条纹结构光，利用多步相移减除背景噪声实现对待测样品的三维层析成像。相较于扫描宽场成像，该方法将轴向分辨率提升1.3倍，信背比提升12倍。此外，该技术性能稳定、成本较低、便于商业化开发，可与结构光照明、单分子定位等超分辨显微成像技术相结合以进一步提高横向分辨率。

Structured-Light-Field 3D Imaging System With Coaxial Projection

Zhijun Zhang, Qingyang Wu, Yifan Jiang, Yifeng Deng

College of Big Data and Internet, Shenzhen Technology University

[摘要]This paper presents a novel 3D measurement method for a light field camera (LFC) in which 3D information of object space is encoded by a microlens array (MLA). The light ray corresponding to each pixel of the LFC is calibrated. Once the matching points from at least two subviews exhibit sub-pixel accuracy, the 3D coordinates can be calculated optimally by intersecting light rays of these points matched through phase coding. Moreover, the proposed method obtains high-resolved results that exceed the subview resolution due to the virtual continuous phase search strategy. Finally, we combine the LFC and coaxial projection to solve the 3D data loss caused by shadowing and occlusion problems. Experimental results verify the feasibility of the proposed method, and the measurement error is about 30 μm in a depth range of 60 mm.

复杂光照条件下的高精度三维成像技术

赵慧洁，李宇曦，姜宏志，李旭东

北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院

[摘要]现代工业零部件的加工已经实现了无需二维标注图纸，由计算机辅助设计3D模型直接输入数控系统加工。加工工艺的进步给工件测量和质量评价方法带来了新挑战，通过获取零部件的高精度稠密三维点云的“靠模”质量评价方法得到了重视，特别是对于结构复杂的零部件。然而，高精度复杂结构的零部件三维测量遇到两个难题：1）金属零部件加工后表面光洁度很高，主动投射的条纹光束会引起金属表面的强烈反光致盲或者复杂结构引起的投射光多次反光混叠；2）复合材料的半透明会引起投射光的次表面散射。这些因素都会导致测量失效。现有结构光主动视觉三维重构技术无法解决上述难题。针对复杂型面免喷涂三维重构问题，建立基于单像素成像方法的复杂光照分离模型，实现直接光与复杂光照分离。为了解决单像素成像方法效率低、速度慢、难以满足工业现场测量需求的问题，提出一种基于局部区域延拓的并行单像素成像方法。实验结果表明，并行单像素成像方法能够很好地实现工业测量现场多次反光与次表面散射光干扰条件下的三维重构。

拼接集成成像光场3D显示的片源渲染平台

李伟泽，王琼华，王童语，张林博，张汉乐，邢妍

北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院

[摘要]多屏拼接可以实现不同幅面的集成成像光场三维（3D）显示，但是3D片源生成过程十分复杂。为此，提出一个3D片源渲染平台，该平台可为多屏拼接的集成成像光场3D显示提供片源，使得再现的3D图像正确且无错位。在3D片源渲染过程中，首先计算出微图像阵列的分辨率等参数，利用开放式图形库（OpenGL）渲染出初始微图像阵列；然后，对初始微图像阵列进行拆分、投影变换及重拼接，得到用于拼接集成成像光场3D显示的微图像阵列；将3D片源渲染程序使用应用程序开发框架（Qt）封装为可视化3D片源渲染平台，该平台支持.obj和.fbx等格式的3D模型输入以及16K及以上分辨率的微图像阵列输出。实验结果表明，将3D片源渲染平台生成的微图像阵列用于双8K屏拼接的集成成像光场3D显示器上，可显示正确的3D图像。该3D片源渲染平台可满足多屏拼接的集成成像光场3D显示内容生成需求，有望在展览展示等领域得到应用。

立体视区完整的无串扰集成成像3D显示

邓慧，吕国皎，吴非，杨梅，邓欢

成都工业学院电子工程学院

[摘要]集成成像三维（3D）显示技术具有连续视点、无需助视设备等特点，但普遍存在的视觉串扰现象严重影响立体观看效果。分析图像元在立体视区成像的有效像素区域，推导出图像元上的串扰图像区域分布的变化规律，提出一种立体视区完整的无串扰集成成像3D显示结构。精确设计具有渐变孔径的掩模板阵列，其既能完全透过有效像素光线，使光线向主视区和各阶立体视区成像，保留了集成成像立体视区分布的完整性，又能阻挡串扰像素光线的出射，消除了相邻视区间的串扰，实现了立体视区完整的无串扰集成成像3D显示。提出的结构简单易于实现，有助于集成成像显示技术的进一步推广。

基于多空间光调制器拼接的空间悬浮全息真三维显示

刘吉成，吴汉，高洪跃，周文，殷长志，顾开宇，贾斌，于志扬，沈宇，黄玄旻，周宇聪，杨鼎,陈程伟，陈妍霓，王兴琳，胡慧凤，朱海磊,付馨格，杨信田，闫语哲，许轶泽

上海大学机电工程与自动化学院精密机械工程系

[摘要]全息技术是实现空间悬浮真三维（3D）显示的重要方法。空间光调制器（SLM）作为当前唯一的实时动态全息真3D图像投射仪器，像素量、分辨率等不足限制了其在空间悬浮真三维显示领域的应用。研究多SLM拼接实现高分辨低噪声的空间悬浮真3D显示，首先通过菲涅耳层析法结合空间坐标变换技术，计算获得3D物体360°视角的高分辨率全息图；然后将每张全息图分为相同分辨率的4幅图，加载到阵列式拼接的4个SLMs上，滤除一阶之外的光束后，再现出完整的具有高信息容量高分辨率的全息3D实像；最后利用超声雾化介质进行承载，实现实时动态空间悬浮真3D显示。另外，利用时间平均法对重建像进行噪声抑制研究，实验结果证明该方法可有效地提升空间悬浮全息显示图像的质量。

一种基于螺旋波带片的无透镜边缘增强成像技术

田占全，李丽娜，孙达，马建设，苏萍

清华大学深圳国际研究生院

[摘要]提出一种基于螺旋波带片的无透镜编码边缘增强成像技术，用螺旋波带片和图像传感器组成成像系统，对拍摄的图片进行反向传播重建。在反向传播中，取强度值可实现各向同性边缘增强成像，取实部或虚部可实现各向异性边缘增强成像。对取实部实现各向异性边缘增强成像进行理论推导，引入初始相位因子实现方向可选择的各向异性边缘增强成像。数值模拟和实验验证了理论分析与实验结果的一致性。对基于菲涅耳波带片、螺旋波带片的无透镜成像系统的边缘增强重建结果进行定量对比分析，结果证明基于螺旋波带片的无透镜成像系统更适用于边缘增强成像。所提技术在缺陷检测、智能识别和虚拟现实技术等领域具有广阔的应用前景。

基于单光子阵列相机的激光测速

付爽，田小芮，杨杰，唐勐，张思琦，靳辰飞

哈尔滨工业大学物理学院

[摘要]提出一种基于单光子阵列相机的激光测速方法，该方法可以在单光子量级的回波强度下，同时实现对目标横向速度和径向速度的测量。搭建了一套室内阵列测速激光雷达系统，验证了阵列时间相关单光子计数技术对运动目标进行横向和径向测速的可行性。通过信号预处理方法从空间和时间两个维度滤除背景噪声，利用质心检测和峰值检测确定目标的时变三维空间坐标，利用最小二乘法进行数据的线性拟合获得目标的横向和径向速度值。结果表明，帧积累数与最佳的测速性能有关。该方法可以在微弱的光照环境下实现对远距离运动目标的速度测量，未来还有望实现目标速度图像的获取，为远距离复杂运动目标的识别提供技术支撑。

基于时空域相移法的高精度三维形状测量

李志远，王庆华，夏鹏

产业技术综合研究所分析测量标准研究部门，日本 筑波

[摘要]相移法是分析条纹图案相位信息的一种有力工具。介绍新开发的时空域相移法（ST-PSM）的基本原理和在非接触式三维形状测量中的应用。模拟结果表明，ST-PSM可以大幅减少随机噪声，同时可以消除图像传感器的非线性响应、动态范围小等对测量结果的影响。实验结果表明ST-PSM在曝光极端不足的条件下可以进行稳定的非接触形状测量。

基于自适应短时傅里叶变换的结构光场单帧三维成像算法

贾尚恩，安俊睿，周光泉，何思渊，周平

东南大学生物科学与医学工程学院

[摘要]单帧结构光图像的相位恢复、解相是三维成像领域的重要问题。理论上，在选择合适参数的条件下，短时傅里叶变换（STFT）可以有效地完成相位恢复，但“合适参数”这一前提条件往往因缺少先验信息而难以实现。在传统STFT的基础上，采用结构光场系统充分利用光场成像的特性，提出一种基于自适应STFT的结构光场单帧三维成像算法。所提算法将结构光场图像从纹理、瞬时频率和深度估计信息等3个角度进行融合，将光场图像分割为满足STFT约束的若干区域，对每个区域依据瞬时频率估计对应的STFT的参数，进而恢复相对相位。随后，采用结构光场的解相方法实现三维成像。实验结果表明，所提自适应STFT算法能够有效完成被测物体的三维成像。

三维边缘轮廓线数据的识别

赵慧洁，马骊群，樊晶晶，王继虎

北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院

[摘要]三维成像技术可快速获得被测表面的海量点云数据，如何从点云数据中识别出准确的边缘轮廓线数据是三维边缘轮廓线检测的首要工作。分析边缘轮廓线数据的位置特征，说明在边缘轮廓线的垂直截面线上识别边缘轮廓线数据点的重要意义；由于实际垂直截面线数据在边缘轮廓线数据点处存在倒角圆弧的情况，需通过倒角圆弧中间点求解出边缘轮廓线数据的位置；根据倒角圆弧数据的不同分布特征，提出3种倒角圆弧中间点的识别方法，即拟合抛物线求解顶点法、法向累积夹角半交角判别法、法向夹角引导的弧长均值插值法。在多条边缘轮廓线上验证了3种倒角圆弧中间点识别方法的有效性和精度。

基于CNN-SVR的立体图像视觉感知评价方法

徐源，陈纯毅，胡小娟，于海洋，田野

长春理工大学计算机科学技术学院

[摘要]针对立体图像的多维影响因素和预测结果准确性不足的问题，提出一种基于卷积神经网络-支持向量回归（CNN-SVR）的立体图像视觉感知客观评价模型。该模型将基于颜色的平面显著图和基于差异的视差图相结合，对其进行阈值分割，得到视觉感知潜在显著不适区域；然后进行特征提取，分别提取对比度、颜色、结构复杂度等全局特征和视差、纹理、空间频率等局部特征；最后采用将CNN和SVR相结合的方式构建多特征视觉感知客观评价模型，得到最终的客观预测值。实验结果表明，所提方法的Pearson相关系数高于0.87，Spearman相关系数高于0.83。与现有其他方法相比，在公开数据集上所提客观评价模型更优，预测结果与人们主观评价结果具有更高的一致性。

基于三角级数拟合的间接飞行时间相机谐波误差校正方法

姜兆祥，宋展，肖振中，马宣，师少光，王飞

中国科学院深圳先进技术研究院

[摘要]因激光发射端光波形和图像传感器抽头光响应的非理想因素，间接飞行时间（ITOF）相机测距结果与真实距离之间存在摆动式的谐波误差，测距准确度受到干扰。分析ITOF相机中谐波误差的产生原因，阐明谐波误差周期与测距周期、像素抽头数量的关系，并提出基于三角级数拟合校正谐波误差的方法。所提方法可在较短标定范围和较大标定间隔下拟合校正谐波误差，标定效率高。利用66.67 MHz三抽头ITOF相机测距实验对所提方法的有效性进行验证。实验结果表明，所提方法能够有效减小测距结果中的谐波误差，主点像素测距平均准确度达2.5787 mm，平面测距结果中的平面拟合平均误差达4.3876 mm。

基于超分辨率角点检测算法的双目相机高精度标定方法

孙婷，陈娜，孟然，龙潜，谢启伟

湖北大学数学与统计学学院

[摘要]双目相机标定是研究立体视觉的基础工作，标定的精度是视觉测量精度的关键。图像角点提取是相机标定的基础，但在现实应用场景中，外界影响使获取的图像不清晰，导致检测到的角点精度低，从而影响标定的精度。因此，提出一种基于超分辨率亚像素角点检测的端到端算法，从特征级解决低质量角点检测问题。首先，应用盲超分部分估计低分辨率图像模糊核，融合低分辨率图像特征重建出高分辨率图；然后，在此基础上得到角点亚像素位置；最后对双目相机进行高精度标定，并用测距实验对其进行检验。实验结果表明，所提基于超分辨的亚像素角点检测方法在真实场景下具有优越性。

基于多尺度图像融合信息的沥青路面三维成像方法

周兴林，柳璐，蒋睿锲，袁静，冉茂平

武汉科技大学机械自动化学院

[摘要]基于图像处理的沥青路面纹理三维重建技术具有快速、全面、分辨率高等优点，针对沥青路面颜色集中、特征点不明显导致三维纹理检测精度低的问题，提出一种基于多尺度图像融合的双目视觉技术。通过加权最小二乘滤波实现图像多尺度分解，利用跨尺度聚合模型融合多尺度图像信息进行沥青路面三维重建，提高了双目重建的精度。通过区域纹理参数，将所提方法与激光扫描仪进行了比较。结果表明，所提方法的区域纹理参数结果与激光扫描仪的结果比较接近。

基于单光子计数三维成像的目标姿态获取方法

张瀚夫，刘杰，安其昌，王建立

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电探测技术研究部

[摘要]单光子计数成像技术在暗弱目标探测、激光遥感、自动驾驶等领域均展现出了极大的应用潜力。为了探究如何利用该技术得到更多维度的目标信息，提出并验证了一种获取目标姿态的方法。将目标处于不同姿态时的单光子计数三维成像图（深度图）建成数据库，作为先验信息，通过求取库中图像与目标实际的单光子计数成像深度图（姿态未知）的相关系数，选取相关性最强的库中姿态作为目标实际姿态。采用单光子阵列探测器搭建实验系统，激光发散照明目标，以20°为单位构建数据库中的-60°至40°的目标深度图。结合库中数据与姿态分别处于-45°和25°时的目标深度图，利用所提方法估计目标姿态并验证其准确性。在该两种姿态下，分别做出光子计数为10，50，100时的深度图，以探究目标实际姿态与库中对应姿态的相似度和光子计数间的关系。以15°和20°为单位对目标进行多轴旋转，以探究目标进行多轴姿态变化时所提方法的可行性。改变背景噪声，在信号光子与背景光子数比值（SBR）分别为8.13，4.83，3.21，0.72的条件下对目标进行三维成像，探究背景噪声对估计成功率的影响。以木头人玩具为目标，以30°为单位建立数据库，对处于-20°和20°的木头人玩具进行成像并验证所提方法对复杂目标姿态估计的可行性。实验结果表明：所提方法可成功对目标实际姿态进行估计。目标实际姿态与库中对应姿态的相关性和光子计数成正相关，高SBR有利于准确估计目标姿态。

基于小波变换的光学元件激光损伤三维形貌重构方法