一种新的线性摄像机自标定方法

提出了一种新的基于主动视觉系统的线性摄像机自定标方法。所谓基于主动视觉系统,是指摄像机固定在摄像机平台上以平摄像机平台的运动可以精确控制。该方法的主要特点是可以线性求解摄像机的所有5个内参数。据作者所知。文献中现有的方法仅能线性求解摄像机的4个由参数。当摄像机为完全的射影模型时,即当有畸变因子（skew factor）存在时,文献中的线性方法均不再适用。该方法的基本思想是控制摄像机做5组平面正交运动,利用图像中的极点（epipoles）信息来线性标定摄像机。同时,针对摄像机做平移运动时基本矩阵的特殊形式,该文提出了求基本矩阵（fundamental matrix)的2点算法。与8点算法相比较,2点算法大大提高了所求极点的精度和鲁棒性。另外,该文对临近奇异状态（即5组平面正交运动中,有两组或者多组运动平面平行）作了较为详尽的分析,并提出了解决临近奇异状态的策略,从而增强了该文算法的衫性。模拟图像和真实图像实验表明该文的自标定方法具有较高的鲁棒性和准确性。     

基于视频的实时自动人体高度测量

怎样从视频出发准确实时地测量场景中运动人体的高度? 针对此问题, 本文提出了一种自动实时的人体高度测量方法. 该方法首先在视频序列中的每帧图像上提取一种新的头部特征点以及一种新的脚部特征点, 然后根据这些特征点建立约束方程求出近似的人体高度, 并同时在视频序列中跟踪双脚. 最后基于获得的双脚跟踪结果, 引入一条关于特征点所对应空间点的几何约束以进一步优化测量结果. 与过去的许多测量方法相比, 本文方法有效地利用了视频序列中包含的运动信息, 有较强的鲁棒性和较高的测量精度, 既能有效地处理透视镜头下的视频又能处理鱼眼镜头下的视频, 而且计算量很低, 可以实现实时测量. 实验结果验证了本文算法的有效性和实时性.     

视角和光照显著变化时的变化检测方法研究

探讨使用计算机视觉的最新方法来解决基于两幅高空间分辨率光学遥感图像的城市变化检测问题. 基本原理是通过提取聚类出现的变化直线段群来提取城市变化, 重点研究了拍摄视角和光照条件显著变化时的几个主要问题. 提出了一种基于多种类型图像特征的匹配方法来提取无变化建筑的顶部区域, 结合几何约束引入了变化盲区的概念以处理高层建筑在不同视角和光照下的图像不同现象. 使用真实遥感图像进行实验, 在视角和光照显著变化时仍可取得满意的变化检测结果.     

一种基于图像的室内大场景自动三维重建系统

由于室内场景具有结构化的特点, 如人们习惯的平行、垂直、共线共面等, 在基于图像的室内场景自动重建中, 即使一些小的误差也会导致明显的视觉差异. 文献中对具有高保真的室内场景的自动重建系统尚少有报道. 针对犯罪现场三维复原的具体需求, 本文报道了一种基于图像的室内场景自动重建系统, 包括图像采集平台的标定, 特征点与特征直线的匹配与重建, 以及多视角下重建结果的融合等. 本系统有如下特点: 1)重建过程为全自动, 不需要任何人机交互; 2)直线特征的自动匹配与重建考虑了场景的深度与结构信息, 匹配的正确率及空间直线重建效果得到了显著提高; 3)重建结果的整体优化中, 融合了特征点与特征直线. 大量实验结果表明, 该系统方便实用, 且能得到比较好的重建效果.     

基于Segmental-DTW的无监督行为序列分割

行为序列分割是行为分析与识别中最初始、最基础的一个步骤.提出了一种无监督的行为序列分割算法,主要步骤包括:(1)采用等长有重叠的时间窗口对视频序列进行粗分割;(2)将粗分割的视频段两两作比较,通过Segmental-DTW算法分割出两个视频段中最相似的行为片断;(3)将行为片断的相似性转化为邻接图表示,通过图聚类方法对分割出的行为片断进行聚类.该算法采用了从粗到细的分割思想,能够准确地分割出视频序列中大量出现的行为的片断,并将相同行为的片断聚为一类.分割结果可以直接用于行为建模和识别.实验结果也表明了分割出的行为片断具有较好的代表性和有效性.     

基于平面的便携式结构光系统柔性标定方法

对于便携式结构光系统, 该系统必须适合方便使用. 因此, 针对该系统的标定方法也必须采用方便且便宜的设备, 诸如具有两个或三个正交平面或者需要额外固定措施的一些设备则不宜采用. 同时针对快速三维获取的目的, 应该采用估计便携式结构光系统投影矩阵的方法. 本文针对便携式结构光系统的上述应用需求, 提出了一种基于平面的便携式结构光系统柔性标定方法. 该方法需要一个标定模板和一个参考模板. 标定模板被固定在一个平面上, 而参考模板则通过LCD投影仪被投射到该平面上. 通过交比和极几何约束, 可以获得分别对投影仪和相机的世界坐标系和图像坐标系的点对应坐标. 通过这些点对应坐标, 即可完成整个系统的标定. 实验结果表明该方法具有很高的准确性和鲁棒性．     

关于P4P问题的一点讨论

研究表明,在P4P问题中,当空间4个点共面时,不仅摄像机坐标系与物体坐标系之间 的旋转矩阵R和平移向量t可以线性求解,而且可以同时确定摄像机的有效焦距f和像素比例 因子a.该结论似乎在文献中还没有过类似的报导.     

基于仿射点对应的分层重构

提出了一种基于仿射点对应的分层重构方法,所谓仿射点对应是指相差一个仿射变换的两个空间点集的图像对应．该方法主要分为以下三个步骤：首先,从点对应计算准仿射重构;然后,由仿射点对应的准仿射重构建立一个三维射影变换,并利用这个射影变换的特征向量来确定无穷远平面,从而得到仿射重构;最后,从仿射重构所获得的无穷远平面单应矩阵标定摄像机内参数,进而得到度量重构．在上述三个步骤中,第二个步骤是最关键的,即如何确定对应于无穷远平面的特征向量,这也是该文的新思想和主要贡献所在．仿真和真实图像实验均表明,该文的方法是有效的,并且有很好的鲁棒性．