Implementation of spatial touch system using time-of-flight camera

Recently developed timeofflight principle based depthsensing video camera technologies provide precise perpixel range data in addition to color video. Such cameras will find application in robotics and visionbased human computer interaction scenarios such as games and gesture input systems. Timeofflight principle range cameras are becoming more and more available. They promise to make the 3D reconstruction of scenes easier, avoiding the practical issues resulting from 3D imaging techniques based on triangulation or disparity estimation. A spatial touch system was presented which uses a depthsensing camera to touch spatial objects and details on its implementation, and how this technology will enable new spatial interactions was speculated.     

Implementation of spatial touch system using time-of-flight camera

Recently developed time-of-flight principle based depth-sensing video camera technologies provide precise per-pixel range data in addition to color video. Such cameras will find application in robotics and vision-based human computer interaction scenarios such as games and gesture input systems. Time-of-flight principle range cameras are becoming more and more available. They promise to make the 3D reconstruction of scenes easier, avoiding the practical issues resulting from 3D imaging techniques based on triangulation or disparity estimation. A spatial touch system was presented which uses a depth-sensing camera to touch spatial objects and details on its implementation, and how this technology will enable new spatial interactions was speculated.     

CO_2激光焊接等离子体图像的三维重建

利用一组同步触发的高速相机获取CO2激光焊接过程中等离子体在多个方向的投影图像,采用质心投影法则对等离子体图像进行微调以提高空间匹配度,通过相机标定以及投影权重因子的计算,建立了等离子体的三维图像与二维图像之间的投影关系方程,并利用代数迭代法求解方程,获得了等离子体的三维亮度分布.结果表明:与二维等离子体图像相比,所提出的激光焊接等离子体图像的三维重建方法具有较高的重建精度,能够更加准确地描述对象的整体特征和内部信息.     

基于水下机器人的海底视频图像拼接技术探讨

运用水下机器人(ROV、AUV)配备的高清数码相机拍摄深海底的视频图像(视频、照片)有其自身的特点，如获取难度较高、覆盖面积小、光照不均匀、特征点少、数据量大等。为了获取整体大范围的海底影像，使海洋科研人员更直观、全面地认识海底微地形地貌，对其底质状况进行分析，以更详细地了解海洋底栖生物的生态环境，需要对这些拍摄的海底视频图像进行拼接处理。本文提出一种基于水下机器人的视频图像拼接流程和处理方法，首先对水下机器人拍摄的海底视频数据进行关键帧提取，得到带时间戳的序列图像；然后导入姿态数据中的偏航角对序列图像进行方位角恢复；最后基于定位数据批量地对经过方位角处理后的序列图像进行拼接和融合匀色，最终获得拍摄范围内的海底全景拼接图像。基于本文提出的图像拼接方法，对某科考航次中获取的视频图像进行拼接处理实验，取得了较好的拼接效果，验证了本文提出的方法的可行性。     

大容量高速视频图像传输技术研究

在采用数字相机的测试系统中,为解决图像数据大容量、远距离传输的瓶颈问题,在研究视频图像传输技术的基本原理基础上,提出了高速、远距离传输的具体实现方案。利用光电转换方法及FPGA(Field Programmable Gate Array)技术,完成了大容量高速视频图像光纤传输系统设计及仿真。仿真结果表明,该技术实现了数字视频长线传输。     

摄像机模型及其参数计算

在射影几何的基础上描述了一个摄像机及成像系统的模型,给出了模型参数的两种计算方法。该方法已用于一个三眼立体视觉系统摄像机及成像系统模型参数的计算,所得参数用于三维坐标的计算,最大相对误差小于3.4%。该模型适用于类似成像系统的校正、反透视投影、2.5维及3维信息的计算。     

彩色摄像机的白平衡调整

阐述了彩色摄像机的白平衡调整的原理。方法以及光源种类对白平衡调整的影响,并说明色温滤色片的选择方法和特殊情况下的白平衡调整。     

基于图像的人体参数测量系统的设计与实现

给出一种基于图像的人体参数自动测量方法,并设计与实现人体参数测量系统.通过2个数码相机拍摄人体的正视图和侧视图,运用图像分割和特征提取等图像处理方法提取2幅图像上的人体特征点;利用三维标定架标定相机的内外参数;利用双目视觉原理从2幅图像上的特征点计算出人体的测量点,完成人体尺寸参数计算.试验结果表明:与传统手工测量相比,本方法能实现自动测量,缩短了测量时间,提高测量的精度和效率;与三维非接触测量相比,本方法测量设备简单和便携,测量速度更快,操作更加方便.     

基于导向滤波优化暗原色先验的公路能见度检测方法

针对中国交通领域的能见度实时监测问题,通过复用公路沿线密集布设的监控摄像头,提出了一种以暗原色先验理论为基础的公路能见度检测方法。该方法针对析取的监控视频帧,通过改进的暗原色先验图像处理方法获取视频帧中特定位置的空气透射率,然后按照摄像头架设的几何参数及大气光学理论推导相应的道路能见距离。与传统的暗原色先验方法不同,现采用导向滤波对暗原色先验的空气透射率计算进行优化,可以获得更加符合真实图像的透射率结果。实验分析结果表明,该能见度计算方法可行,能见度检测结果具有较高的准确度,因此可用于解决公路能见度检测和交通安全预警等问题。     

基于非线性修正的多线阵像机的空间定位

介绍了一种基于多线阵像机构成的视觉空间定位系统.该系统利用线阵像机的快速性与高分辨率的特点,采用了非平行空间投影面相交定位的基本原理,利用几何投影关系定位求解的方法,实现了多线阵像机视觉系统的空间定位.并提出了多线阵像机的神经网络非线性修正方法,使修正后的PSD能在较宽的位置范围内输出高线性度的信号.实验结果表明,基于非线性修正的多线阵像机位姿测量系统简化了立体视觉空间定位计算的复杂性,在定位精度、定位范围和采样速度上均达到了良好效果.     

视频稳像评价方法研究

为有效地完成视频稳像评价任务,根据摄像头状态及场景中有无运动目标,将视频分为四类,并对每一类视频的稳像评价难点进行了分析。针对摄像头运动的条件下,峰值信噪比(peak signal to noise ratio,PSNR)无法正确评价视频稳像效果的问题,提出了基于全局运动矢量角变化(variation of intersection angles,VIA)的方法来衡量两段视频的稳定程度。由于场景中运动目标对PSNR及VIA的计算均有影响,针对固定背景存在运动目标的情况,提出了基于背景重叠区域的PSNR方法;而在动态背景条件下,通过筛选运动目标上的运动矢量,有效去除前景运动目标对于全局运动矢量计算的干扰。实验证明,提出的评价体系,能够在不同类别的视频中去除运动目标带来的干扰,正确评价各类视频的稳像效果。     

提高影象解析数字化精度的探讨

研究目的：探索提高影象数字化精度的方法。研究方法：3台高速摄象机分别以短跑运动员的全身、下肢和足为拍摄范围，利用四点框架标定取得相同坐标系下的坐标，并进行比较研究。主要结果和结论：利用高速摄象机进行录象解析研究时，要充分放大拍摄部位，利用局部拍摄合成坐标的技术能有效提高影象的解析精度。     

无线宽带移动视频联动调度系统的设计与实现

针对传统有线数字视频监控系统缺乏灵活性与可扩展性,无法满足突发与应急状态下联动调度应用的情况,设计实现了一套无线宽带移动视频联动调度系统(VDSS)。该系统无缝整合无线移动视频与原有固定视频监控系统,并初步实现了与语音对讲系统与数字指令调度系统的对接,为关键行业现代化指挥调度系统提供了移动视频监控与联动调度的可靠技术平台。     

基于视频监控技术的桥梁防撞系统

针对桥梁防撞研究这一工程界的热点问题,概述了典型的桥梁船撞事故.以此为基础,提出了基于视频监控技术的桥梁防撞系统解决方案.通过摄像机的递次架设及视频分析技术完成了从发现、监视到报警的三级立体监控预警体系,对目标船舶进行实时、准确的监控,为桥梁的船舶碰撞问题提供了可行有效的解决方案.     

遮挡情况下的人体检测与跟踪

人体检测与跟踪技术在智能视频监控中有很好的应用价值。提出了一种遮挡情况下的人体检测与跟踪算法。人体检测部分,利用RGB颜色模型与均值漂移算法,从混合高斯分割出的含有遮挡人体的目标中提取多个人体头肩模型,计算人体头肩模型的轮廓特征。采用傅里叶描述子与神经网络分类器实现人体检测。人体跟踪部分,采用基于颜色线索的粒子滤波器作为基本的跟踪算法,为了解决遮挡问题,采用三台摄像机实现多视角跟踪人体,利用三台摄像机之间关于主平面的映射关系确定遮挡人体的跟踪结果。该算法提高了人体检测的准确率和人体跟踪的可靠性,可以广泛应用于复杂环境中的多个人体的检测与跟踪。     

立体视觉神经网络定位方法

为了解决计算机视觉中摄摄像机标定存在的若干问题，根据立体视觉原理，提出了基于神经网络的测避方法，利用神经网络建立空间点世界坐标与图像坐标非线性映射关系，使系统不经过复杂的摄摄像机内外参数标定，就能将二维像坐标（输入）与三维物坐标（输出）一一对应起来，并与传统的定位方法进行了比较．实验表明，该方法有效可行，简化了视觉系统的标定和定位计算，较之传统方法更具科学性，在定位精度上达到了良好效果。     

一种基于深度卷积神经网络的摄像机覆盖质量评价算法

随着视频监控系统的大规模普及,视频监控系统的效用评价成为一个重要的研究课题.当前视频监控系统评价只考虑了摄像机的覆盖率,缺少对摄像机覆盖质量的量化评价.该文提出了一种基于深度卷积神经网络的监控摄像机覆盖质量评价算法.将摄像机覆盖质量评价问题转化为对摄像机所采集视频帧的质量评价问题,探讨了基于视频帧的摄像机覆盖质量等级的分级策略,标注了一个摄像机视频帧质量等级数据集; 设计了一种新颖的多维标签赋值方法,利用深度卷积网络学习鲁棒的视频帧表示,进一步基于支持向量回归机(SVR)学习视频质量回归函数,从而实现对摄像机覆盖质量的鲁棒估计.实验结果表明:该算法能够准确地对监控摄像机的覆盖质量进行自动评测,有效监测了摄像机监控质量的实时变化.     

基于正态分布变换的多位姿手掌部三维静脉识别

研究基于三维点云匹配的多位姿手部静脉识别.考虑手部静脉点云的特点,结合双目视觉原理,建立了一种结合三维特征阵列和静脉点云的扩展数据库,提出了一种基于三维特征阵列的静脉点云粗配准算法.在双目静脉图像中提取稳定特征并重建为三维特征,根据三维特征匹配结果初步消除静脉点云位姿差异.并采用改进的正态分布变换算法完成静脉点云匹配.实验表明,本文算法能够有效提高多位姿下的静脉点云识别率,即使手部位姿变化范围较大时,系统的识别率仍超过90%.      

基于ARM-Linux远程视频监控系统的设计

以COALL2440开发板为硬件平台, Linux操作系统为软件平台, 并用USB视频摄像头和无线网卡, 通过对系统内核的配置, 底层设备驱动程序的编写和上层应用程序的设计, 构建嵌入式视频采集与无线传输系统. 通过将采集到的视频图像进行远程无线数据传输的方法, 解决了视频图像只能在PC机上进行监控的局限, 使视频图像能
直观地显示在智能移动终端上, 从而提高监控系统的拓展性、 安全性与适用性.     

多视成像实时校正与立体显示

手工摆放的平行摄像机阵列所拍摄的多视点立体图像往往会产生垂直视差. 为了消除多视点图像的垂直视差, 必须进行多视点图像的校正. 提出一种简单有效的多视图校正算法, 并基于该算法构建了自由立体显示系统. 应用多线程进行摄像机软同步以及后续的实时优化. 当摄像机图像的上传分辨率为1 280×960、上传速率为25 帧/s、目标3D 显示器的分辨率为1 920×1 080 时, 采用双线性插值, 可达到20 帧/s 左右的显示速率; 若采用复杂度更低的插值方法, 则可达到20 帧/s以上的显示速率. 该算法实现了8路摄像机实时校正和立体显示的3D电视系统.