收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于单目视觉的散焦测距算法的研究

董杰  
【摘要】: 基于图像的三维测量技术因其装置简便而适合机器人视觉系统,长期以来一直是计算机视觉中的热点问题。其中最具代表性的双目视觉技术和辐射立体视觉技术已被广泛研究。近些年来,基于散焦的物体深度算法逐渐受到重视。它属于单目视觉,不存在立体视觉中目前尚未解决的特征点匹配以及遮挡等问题,在某些领域具有更好的实用性。目前的散焦测距算法(Depth from defocus,简称DFD)需要两幅以上的图像,根据同一物体散焦成像的差异来确定所测物体表面的深度。二次成像的约束增加了单目测距操作的复杂度,限制了其应用实时性。实际上,目前DFD的算法中并没有利用图像的整体灰度信息关联。而利用辐射立体视觉原理,二维图像的灰度分布在重建物体三维形状的同时,也提供了替代二次成像要求的约束条件,从而使基于单目单幅图像的物体表面测距在理论上成为可能。本论文结合图像的灰度信息,对基于单幅图像的散焦测距这一探索性课题进行了研究。 本论文的主要工作是研究单幅图像的散焦测距算法,主要分为两部分,第一部分是在求取点扩散函数的过程中引入清晰度评价函数,通过对原图像进行复原的方法来得到点扩散函数;第二部分则是利用图像的二维灰度信息,通过灰度梯度法来解决单幅图像散焦测距算法中难以确定聚焦像面与具体成像面位置关系的问题。本论文的主要研究内容如下: 1.对目前在自动调焦过程中应用较多的几种清晰度评价函数进行了比较,根据单目散焦测距的要求,主要针对局部区域图像清晰度评价函数的性能进行了分析,并通过实验验证选取适合的清晰度评价函数。 2.对散焦模糊采用高斯函数模型的点扩散函数描述,以清晰度评价函数作为优化准则,通过图像滤波复原方法求取物体表面不同位置处的局部散焦模糊参数。 3.为了确定物体的具体成像面位置,利用图像的二维灰度信息替代经典的DFD算法中的二次成像约束。通过解灰度约束方程确定物体上相邻两物点的相对位置关系。在此基础上,结合此两物点在图像中的点扩散函数以及透镜成像模型来确定物体成像面的具体位置。这是本论文的主要创新点之一。 4.为了实现灰度约束方程的稳定解,本项研究中提出将物体连续表面的局部区域进行平面近似,某测量区域内的所谓像素点被认为处在同一平面,拥有相同的法向,因此可以方便地求解灰度方程。这一假设不仅仅是单纯为解方程而加的数学约束。其物理意义在于:(1)单目散焦测距原理本身是依据物体表面局部区域的模糊程度实现物距测量的,因此严格来说此类方法不能实现逐点测量;(2)从应用的角度,多数情况下机器人视觉的任务并不是对环境目标的精确重建,而是诸如避障、导航、识别等不需要致密测量的操作。所以,本论文所提出的算法是以牺牲精度为代价换取更为简便的实用性。这是本论文进行探索研究的意义所在。 5.通过实验验证了算法的可行性,为机器人视觉应用提供了一种基于单幅图像测距的新思路。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴俊芳;刘桂雄;韦宁;;散焦含噪图像的点扩散函数估计与边缘检测[J];华南理工大学学报(自然科学版);2010年06期
2 盛广铭;朱健东;刘宁;马德宝;;一种基于回波数据相位改变的SAR目标保护方法[J];信息工程大学学报;2011年02期
3 桑梓勤,丁明跃,张天序;雨雾天气下的户外场景成像[J];电子学报;2000年03期
4 李奇;冯华君;徐之海;;用于全数字对焦的点扩散函数性能分析与评价[J];浙江大学学报(工学版);2006年06期
5 孙天一;杨盈昀;李楠;;基于POCS算法的块效应消除方法研究[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2007年01期
6 林芳;潘哲朗;;维纳滤波在图像去卷积上的应用[J];科技资讯;2010年03期
7 刘正军,王长耀,骆成凤;CBERS-1 PSF估计与图像复原[J];遥感学报;2004年03期
8 孙凤国;李月卿;王昌元;刘伟;孙克英;;基于小波变换的提高螺旋CT图像质量的算法[J];泰山医学院学报;2006年03期
9 叶嘉鲁;李福德;肖伟;于枝伶;;含噪声的运动模糊图像点扩散函数尺度鉴别[J];电子器件;2007年02期
10 邹荣;赵乐军;;基于图像模糊度的雾含水量测量方法[J];计算机工程;2007年14期
11 梅益君;王元庆;;基于点扩散函数的多聚焦图像融合方法[J];计算机工程;2007年19期
12 吕清花;翟中生;;轴锥镜对无衍射成像系统景深的影响[J];光电子技术;2008年01期
13 杨文婧;易鹏;;运动模糊图像复原技术研究[J];大众科技;2009年04期
14 王成保;CO_2激光散焦治疗甲状腺囊肿53例临床分析[J];激光杂志;1981年S1期
15 谢云峰;;运动退化图象的一种复原方法[J];遥测遥控;1985年02期
16 朱雯兰,隋成华,唐轶峻,申小阳,胡景耀;退化图像复原技术在天文图片处理中的应用[J];红外;2005年03期
17 刘义鹏,裴锡宇,冯华君,李奇;一种基于DFD的自动对焦算法[J];光学仪器;2005年04期
18 吴友朋;王红霞;周战荣;;无透镜傅里叶变换数字全息图再现像质的影响因素分析[J];红外与激光工程;2006年S4期
19 马宗峰;张春熹;王夏霄;王纪强;;基于1.55μm的全光纤测速激光雷达[J];北京航空航天大学学报;2008年05期
20 翟中生;陈慧;赵斌;;基于轴锥镜大景深成像系统的研究[J];半导体光电;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张琳琳;姜志国;孟如松;;显微图像复原中的点扩散函数估计[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
2 姜珺;吕帆;金成鹏;毛欣杰;;人眼角膜散光矫正的点扩散函数(PSF)分析表达[A];2006年浙江省眼科学术会议论文集[C];2006年
3 李勇;李平;文玉梅;;光电成像系统获取图像的多项式能量约束复原[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
4 谢敬辉;孙萍;莫晓丽;;光学扫描全息术系统点扩散函数的优化设计[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 刘力;陈文霞;王桂英;;受激发射损耗荧光显微术的系统点扩散函数研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 张旭明;熊有伦;尹周平;;噪声污染运动模糊图像点扩散函数估计[A];图像图形技术研究与应用(2010)[C];2010年
7 刘勇;陈家璧;;多模光纤共聚焦系统层析能力的分析[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(2)[C];2008年
8 朱宏权;王奎禄;宋顾周;马继明;;LSO闪烁体荧光弥散效应的计算和校正[A];全国计算物理学会第六届年会和学术交流会论文摘要集[C];2007年
9 吴友朋;王红霞;周战荣;;无透镜傅里叶变换数字全息图再现像质的影响因素分析[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(D 光电信息处理技术专题)[C];2006年
10 敖锦蓉;胡绍海;;基于盲卷积滤波图像复原算法[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董杰;基于单目视觉的散焦测距算法的研究[D];中国海洋大学;2010年
2 乌大琨;空间无源对抗中的沾染研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 乌大琨;空间无源对抗中的沾染研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 孙韶杰;模糊图像中感兴趣信息的盲复原方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 王忠生;复杂光瞳成像计算机仿真与实验验证技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
6 程鸿;基于强度测量的确定性相位检索[D];安徽大学;2012年
7 刘钦晓;波前编码成像系统解码算法理论研究及其应用[D];浙江大学;2010年
8 朱宏权;γ射线针孔照相系统的图像复原研究[D];清华大学;2008年
9 龚绍润;X光同轴相衬成像原理的模拟与实验研究[D];天津大学;2010年
10 马卫红;基于图像分析的光学传递函数测试技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张爱明;利用散焦信息的深度恢复算法研究[D];安徽大学;2010年
2 单晓明;数字图像的盲复原研究[D];南京理工大学;2005年
3 安岗;CCD光学成像系统的点扩散函数及其在亚像素边缘定位中的应用[D];吉林大学;2008年
4 陈涛;卫星遥感图像去薄云薄雾计算机算法研究[D];南京理工大学;2004年
5 孙艳丽;运动模糊图像的恢复与处理[D];大连海事大学;2008年
6 贾昉;数字全息原理及应用的研究[D];西北大学;2008年
7 郝林斌;复色光照明条件下成像系统的点扩散函数[D];山西师范大学;2010年
8 王婷婷;基于多幅图像的有效点扩散函数的高精度测量[D];广东工业大学;2011年
9 石秀英;基于估计点扩散函数的湍流图像复原算法研究[D];长春理工大学;2012年
10 谢宁;基于相位散焦光栅的M~2因子测量软件设计[D];国防科学技术大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 福建 黄碧溪;方正15英寸显示器散焦的维修[N];电子报;2008年
2 济南军区青岛第二疗养院主任医师 郑曙峰;哪些疾病理疗效果好[N];健康报;2007年
3 山西 姚贵林;由索尼彩电散焦故障的聚焦电压调试引发的思考[N];电子报;2011年
4 广西 蒋建军;北京牌2104彩电C563不良造成慢显像[N];电子报;2006年
5 ;神州数码为您量体裁衣[N];计算机世界;2002年
6 马韶光;显示器老化故障的误解[N];中国电脑教育报;2003年
7 无锡 黄峥;浅谈数码相机的自动对焦[N];电子报;2005年
8 张千里;上下求索——索尼α系统镜头漫漫发烧路之专业篇[N];中国摄影报;2008年
9 北京 晓阳;怎样选购投影仪[N];电脑报;2002年
10 文、清馨;选购DV秘笈之八项注意[N];中国计算机报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978