影像畸变对基本矩阵估计精度的影响分析

由于镜头制造工艺的限制和拍摄条件及环境的影响,影像本身都存在或多或少的畸变误差,这种误差通过传播和累积给影像的后期处理及各种应用造成了不稳定因素.针对计算机立体视觉中基本矩阵的估计精度问题进行了深入研究,通过对相机非线性畸变的自动纠正,分别获取了校正前和校正后的基本矩阵.实验数据表明,在对影像进行畸变校正后估计出来的基本矩阵在平均核线距离和平均余差上都明显小于畸变校正前的.     

基于畸变矩阵的影像畸变差改正

针对已有的影像畸变差改正程序中存在每张影像分别进行迭代计算的问题,提出了基于畸变矩阵的影像畸变差改正方法.新方法首先利用影像行列数、相机内方位元素与畸变参数,计算影像畸变矩阵;然后,利用该畸变矩阵对多张航空影像进行畸变差改正.新方法克服了间接法影像畸变差改正算法的逐像素迭代计算的缺点,大大降低了影像畸变差改正的平均计算量.基于CPU/GPU的影像畸变差改正试验,证明本文提出的方法降低了影像畸变差改正的计算复杂度,提高了影像畸变差改速度,在无人机影像快速处理中具有一定的实用价值.     

基本矩阵约束下的摄像机畸变校正及像主点确定

针对视觉测量系统中畸变校正过程烦琐、计算复杂等问题,提出了一种基于基本矩阵约束的镜头畸变自动校正及像主点坐标确定方法。基于对极几何的基本矩阵和一阶径向畸变模型构建了两视图同名点约束方程;为解决待求参数过多导致解不稳定的问题,采用分步求解策略分别求解基本矩阵及畸变参数和主点坐标,用RANSAC稳健估计方法求取基本矩阵,用迭代最小二乘优化求解畸变参数和主点坐标,两步交替进行。提出的算法仅使用两张图像即可获取径向畸变参数及主点坐标,可操作性强,且对噪声具有一定的鲁棒性,适用于自然场景图像的校正。     

基于小波高精度点匹配的基本矩阵估计

利用2视图进行景物的3维重构中,基本矩阵的估计是一个非常重要的问题.目前无论是线性算法还是非线性算法,在估计基本矩阵时都不太理想.这里采用图像的Harries角点作为端点,经过基于小波变换的子线段匹配方法获得高精度的匹配点对;在此基础上,进一步采用Hartley提出的改进八点算法获得了高精度的基本矩阵.通过真实图像的对比实验证明,该方法能有效地提高景物3维重构中基本矩阵估计精度.     

基于小波高精度点匹配的基本矩阵估计

利用2视图进行景物的3维重构中,基本矩阵的估计是一个非常重要的问题。目前无论是线性算法还是非线性算法,在估计基本矩阵时都不太理想。这里采用图像的Harries角点作为端点,经过基于小波变换的子线段匹配方法获得高精度的匹配点对;在此基础上,进一步采用Hartley提出的改进八点算法获得了高精度的基本矩阵。通过真实图像的对比实验证明,该方法能有效地提高景物3维重构中基本矩阵估计精度。     

基于线阵影像的海岛(礁)空中三角测量分析处理

针对线阵CCD航空影像在海岛(礁)测绘生产中遇到的问题,结合实际作业,提出了解决办法,对海岛(礁)作业有实际借鉴、指导作用。同时,对于纹理较单一、选点成功率低的沙漠、高山、沼泽、戈壁等困难地区,本文所述办法,也可借鉴使用。     

球面全景影像相对定向与精度验证

对传统的5点法相对定向算法的共面误差计算方法进行改进,提出了一种适合球面全景成像特点的相对定向计算流程。与传统方法相同,该算法首先计算本质矩阵,然后对本质矩阵进行奇异值分解得到旋转矩阵和平移矢量的候选解,最后利用重建的物方三维点坐标排除错误解。本文的贡献在于推导了球面全景共面条件公式,并使用点到核线平面的球面距离作为球面全景共面条件的误差项。模拟数据试验显示:当图像特征点的随机噪声在[-0.5,0.5]像素范围内时,3个姿态角的中误差约为0.1°,由相对定向恢复的相对平移量与模拟值的夹角中误差约为1.5°。使用车载全景相机配合POS获取的数据进行试验的结果显示:横滚角和俯仰角的中误差可以达到0.2°以内,航向角的中误差可以达到0.4°以内,由相对定向恢复的相对平移量与POS平移量的夹角中误差可以达到2°以内。采用本文相对定向算法的结果生成球面全景核线影像,提取影像之间同名点坐标并计算其列方向误差,结果显示核线影像同名点列坐标差的中误差在1个像素以内。     

影像匹配中核线影像的快速生成算法

深入分析了核线影像与原始倾斜影像之间的解析关系,提出一种核线影像生成的快速算法.     

有理函数模型下基础矩阵研究

分析了线阵影像的核线关系,提出了有理函数模型下线阵扫描影像的基础矩阵求解方法,验证了线阵影像中精确共轭核线对是不存在的。     

基于GPU并行处理技术的影像畸变差修正

分析了利用GPU并行处理技术实现畸变差修正的可能性及任务分配方法,提出了基于GPU的数码影像畸变差修正算法流程,验证了算法的可行性和高效性。     

匹配点分布密度约束下的基础矩阵估计

提出一种匹配点分布密度约束下的基础矩阵估计方法。该方法以传统RANSAC方法为基本框架,结合匹配点分布密度约束来选择内点集,并采用M-Estimators方法重新计算基础矩阵。通过模拟数据和真实图像实验表明,本文方法可有效提高基础矩阵的计算精度。     

一种采用基础矩阵描述的核线影像生成方法

设计了一种采用基础矩阵的立体像对核线影像制作方法,由基础矩阵来描述影像间的相对方位关系,避免了相对定向过程中复杂的迭代过程。通过稀疏匹配获取高精度的同名点,由基础矩阵确定每组同名点对应的同名核线,根据核线必相交于核点的原理,采用最小二乘法确定左右影像的核点坐标;然后根据核点坐标完成影像间核线的快速映射,沿核线方向采用双线性内插法进行核线重采样,完成核线影像制作。采用多组影像进行核线影像制作实验,对生成的核线影像进行同名特征点提取与匹配,结果表明采用该方法制作的核线影像上下视差较小,验证了方法的有效性。     

子像素匹配策略的对极几何估计算法

基本矩阵在计算机视觉中扮演着十分重要的角色,对极几何(即核线几何)的估计过程就是求解基本矩阵的过程,所以如何提高对极几何的估计精度一直是计算机视觉中的一个研究热点。本文通过提取子像素特征点,并经高精度影像匹配,最终用子像素匹配点来实现对极几何的稳健估计。实验表明,该计算法在平均余差和平均对级距离上都明显小于基于整像素级的对极几何估计结果,有效改善了对级几何的估计精度和稳定性。     

一种改进RANSAC的基础矩阵估计方法

针对随机抽样一致性算法估计基础矩阵存在效率低并且估计的精度依赖于抽样质量的问题,提出了一种改进RANSAC的基础矩阵估计算法。该算法采用预检验技术减少计算时间,在计算过程统计每对匹配点被标记为内点的次数,选择被判断为内点次数较多的集合构成候选集合来指导下一次抽样。下一次样本选择在候选集合中完成,并根据当前计算结果更新候选集合。最后选择包含内点数量最多的集合作为内点集。模拟数据和真实图像数据的实验结果表明,本文算法在误匹配和高斯噪声存在的情况下,算法精度和效率都体现出较好的品质。     

无模型变形的单图像立体显示算法

本文提出的算法从理论上消除了模型变形问题,分析了显示精度引起的视觉差异,提出了M-Bufer结构解决匹配和消除三维隐藏点问题,极大地提高了运算速度,图像质量亦明显提高,更宜用于地貌研究。     

JPEG 2000和JPEG-LS的实现及遥感影像压缩失真分析

JPEG 2000和JPEG-LS是目前应用比较广泛的两种压缩算法。本文介绍了JPEG 2000和JPEG-LS的编码流程、实现方法,通过试验分别分析了遥感影像在不同压缩比下的失真程度大小以及不同的失真类型。结果表明:在相同的中低倍压缩比条件下,JPEG 2000和JPEG-LS在影像细节信息保持方面效果非常接近;在高倍压缩比下,JPEG 2000和JPEG-LS压缩后影像分别出现了明显的模糊失真和间歇性失真现象。本文分析结论对相关算法的使用和改进有一定的借鉴意义。     

一种基于Hough变换的对极几何稳健估计算法

从基本矩阵的性质和作用出发,首先从理论上证明了如果在一条2维直线上有多于给定的3个以上的匹配点,多余的点将被视为冗余点不能用作匹配点;然后针对该问题引入了Hough变换算法,在建立匹配点对应关系的同时剔除冗余的共线点。实验表明,用改进后的算法估计出的基本矩阵在平均余差和对极距离上都小于改进前的算法,提高了基本矩阵的估计精度和稳定性。