基于log-polar变换的全景展开算法

提出一种基于log-polar变换的全景展开算法,将带有畸变的全景图像展开为柱面图像,包含预估全景图像的中心点,全景图像中像素点转换至对级数坐标系,将所有像素点转换至笛卡尔直角坐标系并进行双线性插值等三个步骤。实验结果表明此算法不仅计算量小,处理速度快,而且具有较理想的校正效果。     

基于相机平移矩阵奇异值分解的极线校正

极线校正是一种针对双目相机原始图像对的投影变换方法,使校正后图像对应的极线位于同一水平线上,消除垂直视差,将立体匹配优化为一维搜索问题。针对现今极线校正的不足,本文提出一种基于双目相机平移矩阵的极线校正方法：首先利用奇异值分解（singular value decomposition, SVD）平移矩阵,求得校正后的新旋转矩阵;其次通过校正前后的图像关系确立一个新相机内参矩阵,完成极线校正。运用本文方法对SYNTIM数据库的不同场景多组双目图像进行验证,实验结果表明平均校正误差在0.6像素内,图像几乎不产生畸变,平均偏斜在2.4°左右,平均运行时间为0.2302 s,该方法具有应用价值,完全满足极线校正的需求,解决了双目相机在立体匹配过程中由于相机的机械偏差而产生的误差和繁琐的计算过程。     

基于极坐标Lagrange插值的航拍图像畸变校正算法

由于航拍图像的拍摄高度远低于卫星图像拍摄高度,因此每个拍摄地点的建筑投影差大小和方向都不相同,图片畸变严重。此外,考虑到图像边缘区域的畸变程度远大于图像中心区域的畸变程度,本文提出了一种基于极坐标的Lagrange插值的逐点畸变校正方法。利用该方法在极坐标系内对单个像素点进行插值,然后根据插值结果对像素点进行校正,再将其坐标从极坐标系变换回直角坐标系,最后采用此方法在整个航拍图像内逐点进行畸变校正。实验结果表明,校正后的航拍图像畸变程度不超过3%,证明该方法不但能有效地校正畸变图像,且与传统的利用DLT线性求解畸变校正矩阵等校正方法相比具有更为广泛的适用性。     

三维重构系统的极线矫正算法研究

在设计三维重构系统的过程中发现,极线矫正算法的优劣将直接关系到三维重构结果的准确性和精确度。因此,文中采用了先进行控制点变换再进行灰度值插值的算法来达到极线矫正的目的。该方法通过控制点变换来定义空间变换本身,用其来描述每个像素如何从初始位置"移动"到终止位置,再利用灰度值插值算法产生一个光滑映射,并将像素点的灰度值改变,从而达到矫正的目的。文中不仅对矫正前后左右目摄像头采集到的图像进行了对比,还对右图矫正前后的灰度波形进行了对比,矫正后的图像整体向左平移了150个像素点。     

基于Mean Shift立体匹配的视图合成算法及仿真

立体匹配一直是计算机视觉和图像处理领域的中心研究问题。文中提出一种基于Mean Shift算法理论的区域分割图像的立体匹配方法,实现水平方向任意位置的视图合成。新的立体匹配方法是根据分割区域像素间的颜色相似性和多窗口的权值匹配代价函数实现立体图像的匹配,通过上述匹配法得到的视差图采用winner-take-all进行优化视差值并对其做平滑操作,最后采用正向视图插值方法对任意位置进行视图合成。实验结果表明,该算法具有良好的图像分割效果,较小的视图误差,轮廓清晰,具有良好的立体效果。     

基于AVI的3D手机立体图像合成算法

提出了一种基于AVI(Average Information Value)的立体图像合成算法。该方法对左右视图相同坐标位置的像素值进行线性加权得到中间视图;然后,将生成的中间视图与左右视图合成,生成合成图像。仿真和实验表明所提出的立体图像合成算法能够扩大3D手机的立体可视区域,并且降低非最优观看区串扰,对手机立体显示具有重要意义。     

基于各向异性插值的全景图像径向展开算法

全景图像柱面展开算法易产生块效应,影响展开图像质量。根据双曲面反射镜的性质和成像原理,分析得出了现有算法产生缺陷的原因,并给出了基于径向扫描的全景图像柱面展开算法数学模型。在径向扫描展开算法的拉伸过程中结合各向异性插值算法从而实现最终的算法,实验结果表明,新算法能够有效减少块效应,提高展开图像质量。     

利用大位移视图修复单幅图像的透视畸变优化算法

 本文提出一个利用大位移视图可靠地恢复目标图像上含有复杂结构信息的较大信息丢失区域的图像修复新算法.依次经过基于单应矩阵的大位移视图变形、基于能量优化的重叠像素对应和基于能量优化的丢失像素估计三个步骤,一个由粗到细的畸变校正算法对大位移视点图像进行透视畸变校正后再用来补全目标图像上的受损区域.最后,我们采用泊松图像融合算法消除修复区域与其周围像素之间存在的鬼影现象,获得无缝的修复效果.实验证明本文方法优于已有的图像修复算法.     

双曲面折反射全景成像柱面展开图像质量分析

为提高双曲面折反射全景成像系统柱面展开图像的质量,根据双曲面反射镜的性质,给出了全景图像柱面展开方法的数学模型。提出以图像分辨率和像素有效率作为图像展开质量的衡量指标,分析了2个指标随起始入射角和入射角跨度变化的规律,得出了柱面展开时起始入射角和入射角跨度的选择范围,仿真结果和实测数据实验验证了结论的正确性。     

基于双目视觉的三维场景图像表面重建算法

在三维场景图像中,像素色度不均匀会影响图像的视觉表现效果,维持像素色度的均匀分布是提升图像视觉表现效果的有效方法。为满足实际应用需求,大幅提升三维场景图像的视觉表现效果,提出一种基于双目视觉的三维场景图像表面重建算法。首先,确定视觉相机的内参、外参标记结果,通过极线校正双目图像的处理方式,完成基于双目视觉的三维场景图像标定;然后,求解像素代价聚合条件,根据像素节点的三维视差推导图像表面的重建表达式,完成基于双目视觉的三维场景图像表面重建算法的设计。实验结果表明,双目视觉技术作用下,三维场景图像的像素色度呈现出较为均匀的分布状态,符合提升图像视觉表现效果的实际应用需求。     

A Virtual Walk along Street Based on View Interpolation

Image morphing is a powerful tool for visual effect. In this paper, a view interpolation algorithm is proposed to simulate a virtual walk along a street from start position to end position. To simulate a virtual walking view needs to create new appearing scene in the vision-vanishing point and disappearing scene beyond the scope of view. To attain these two aims we use two enhanced position parameters to match pixels of source images and target images. One enhanced position parameter is the angular coordinates of pixels. Another enhanced position parameter is the distances from pixels to the vision-vanishing point. According to the parameter values, pixels beyond the scope of view can be ＂moved＂ out in linear interpolation. Result demonstrates the validity of the algorithm. Another advantage of this algorithm is that the enhanced position parameters are based on real locations and walking distances, so it is also an approach to online virtual tour by satellite maps of virtual globe applications such as Google Earth.     

Quality assessment for color correction-based stitched images via bi-directional matching

With the deepening of social information, the panoramic image has drawn a significant interest of viewers and researchers as it can provide a very wide field of view (FoV). Since panoramic images are usually obtained by capturing images with the overlapping regions and then stitching them together, image stitching plays an important role in generating panoramic images. In order to effectively evaluate the quality of stitched images, a novel quality assessment method based on bi-directional matching is proposed for stitched images. Specifically, dense correspondences between the testing and benchmark stitched images are first established by bi-directional SIFT-flow matching. Then, color-aware, geometric-aware and structure-aware features are respectively extracted and fused via support vector regression (SVR) to obtain the final quality score. Experiments on our newly constructed database and ISIQA database demonstrate that the proposed method can achieve comparable performance compared with the conventional blind quality metrics and the quality metrics specially designed for stitched images.     

基于ROI的高精度红外全景拼接算法研究

针对红外图像空间分辨率低、视场窄,导致图像配准率低、实时性差的问题,提出一种基于感兴趣区域(ROI)的高精度红外全景拼接算法。该算法首先根据两张相邻图像的近似位置关系,求取图像间的ROI;接着,在ROI窗口中提取尺度不变特征变换(SIFT)特征点并将其作为运动目标,结合KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)实时跟踪算法确定待配准图像中特征点的位置信息并进行匹配;然后采用随机采样一致性(RANSAC)算法剔除误匹配点对;最后利用像素级融合法消除拼接痕迹,合成一幅分辨率稳定、视场宽的红外全景图像。经实验验证,该算法与传统SIFT算法相比,配准率提高了3.491%,运行时间约提高了50%,能够准确、有效地实现多帧红外图像的无缝拼接。     

面阵CCD航空相机斜视图像的几何校正

为增大机载光电侦察系统的视场角,航空相机多采用扫描方式对地摄影成像,文章针对面阵CCD航空相机斜视摄影引起的图像变形进行校正。由于该类相机与载机之间存在方位和俯仰两轴运动,文章同时考虑相机相对载机的旋转角度和载机相对地面的姿态角,建立了更符合该类相机工作状态的六姿态角投影校正模型,推导出同一地物在畸变图像和标准图像上的像素坐标变换关系,采用双线性插值算法对坐标变换后的像素灰度值进行重采样,对航空图像进行自动校正。最后,对某机场的航拍图像进行校正实验,并与基于地面控制点的多项式校正方法以及基于畸变图像和参考图像配准的校正方法进行比较。实验结果表明,六姿态角投影校正模型能够取得比较高的校正精度(可达像素级),当姿态角的测量精度为3′,图像大小为512pixel×512pixel时,图像校正的均方根误差为1.174 7pixel。该方法不需要提供参考图像和野外采集地面控制点数据,便于工程实现,基本满足航空图像处理的稳定可靠、精度高、实时性强等要求。     

基于最优参数的全景图像三次样条插值复原

全景环形透镜(PAL)将围绕光轴360°的视场投影到环形平面上，具有超大视场，在机器人视觉、监控和虚拟现实领域有着重要的应用。实际应用中需要将环形像无失真地展开为常规平面像，解决环形像由外到内压缩引起的分辨率降低的问题。根据PAL成像的特点，以全景图像的最高分辨率为基准，采用三次样条插值，得到插值函数的最佳参数值。此处理结果同最近邻域和双线性插值结果进行比较，较好地恢复了图像细节，同时参数的优化减小图像复原的计算量。     

Two-Dimensional Adaptive Decimation and Interpolation Scheme for Low Bit-Rate Image Coding

A novel image compression scheme based on two-dimensional adaptive decimation is reported in this paper. In this approach, images are encoded with adaptive sampling along the horizontal and vertical directions, and decoded with an edge prediction interpolation algorithm. The method is capable of maintaining reasonable coding fidelity at low bit-rate with good visual quality. As only a small amount of computation is required in the encoding and decoding processes, the compression scheme can be implemented for real time operation with simple hardware and a small amount of memory storage. The proposed scheme had been applied in encoding images at bit-rates between 0.2 and 0.33 bpp and the results are encouraging.     

利用拉东变换估计全景图像点扩散函数

针对全景图像点扩散函数(PSF)空间移变的特点, 提出一种利用拉东(Radon)变换估计全景图像局部区域的PSF算法。算法首先分析全景成像 原理和PSF拉东变换与图像中模糊直线响应的关系; 然后利用有效的采样方法得到孤立的采样边缘,并通过求导得到图像边缘的直线响应;最后 利用采样信息 复原出PSF并结合Lucy-Richardson(L-R)算法对图像进行复原。同时采用迭代最优 化的估计算法解决 由于采样边缘较少导致PSF估计的不准确问题。实验表明,本文算法可以有效地估 计出全景图像不同区域的PSF,有很好的工程使用价值。     

Long bone panoramas from fluoroscopic X-ray images

This paper presents a new method for creating a single panoramic image of a long bone from several individual fluoroscopic X-ray images. Panoramic images are useful preoperatively for diagnosis, and intraoperatively for long bone fragment alignment, for making anatomical measurements, and for documenting surgical outcomes. Our method composes individual overlapping images into an undistorted panoramic view that is the equivalent of a single X-ray image with a wide field of view. The correlations between the images are established from the graduations of a radiolucent ruler imaged alongside the long bone. Unlike existing methods, ours uses readily available hardware, requires a simple image acquisition protocol with minimal user input, and works with existing fluoroscopic C-arm units without modifications. It is robust and accurate, producing panoramas whose quality and spatial resolution is comparable to that of the individual images. The method has been successfully tested on in vitro and clinical cases.     

基于逆向映射的空洞填补方法

为了有效填补虚拟视点图像中的公共空洞,提出 了一种基于逆向映射的空洞填补方法。 首先利用深度图像绘制(DIBR)技术将左、右参考视点映射到虚拟视点位置,利用图像膨胀方 法将映射的虚拟视图中的空 洞区域进行扩大,以消除虚拟视点图像中的伪影瑕疵;然后,提取出膨胀后空洞区域的边界 ,并将其逆映 射到原始的参考图像中,根据空洞与边界的相对位置,选取原始图像中相对位置上的像素来 填充虚拟视图 中的空洞区域;最后,将空洞填补之后的左、右视点映射的虚拟视图进行融合获得最终的虚 拟视图。实验 证明,本文方法有效解决了传统空洞填补方法容易将前景像素填充到背景区域的问题,能 够获得较好的视觉观看效果和较高的客观峰值信噪比(PSNR)值。