亚像素技术与摄像机标定技术的研究.pdf

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1、I冱SEARCHOFSUBPIXELTECHNOLOGYANDCALIB脚IONTECHNOLOGYAThesisSubmittedtoSoutheastUnivers时FortheAcademicDe伊eeofMasterofEngilleeringBYZHANGHuSupervisedbyProfDAFei—pengSchoolofAutomationSoumeastUmVersi够Febm哪2010东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保

2、存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：摘要论文题目：亚像素技术与摄像机标定技术的研究硕士研究生姓名：张虎导师姓名：达飞鹏学校名称：东南大学亚像素技术与摄像机标定技术是图像处理和计算机视觉中的关键技术，在工业视觉检测、三维重建、机器人视觉导航、机械制造、虚拟现实等领域得到极为广泛的应用。本文分别对亚像素技术和摄像机标定技术做了重点研究，主要工作如下：(1)提出了一种改进的椭圆圆心定位算法

3、。该方法先对图像中的椭圆目标进行粗定位，再用CaIlny算子对图像中感兴趣区域进行边缘检测。根据椭圆粗定位信息及图像边缘灰度分布特征，用高斯曲线拟合的方法求得精确的亚像素边缘点的坐标。针对亚像素边缘点中出现的“孤立点"以及噪声点，分别用“曲率滤波”和“均值滤波”的方法加以滤波，将滤波后的亚像素边缘点用最小二乘法加以拟合，求得精确的椭圆圆心数据。(2)深入研究了基于矩的亚像素边缘定位技术。分析和比较了三种常见的基于矩的亚像素边缘定位算法。此外，提出了一种改进的基于矩的椭圆目标的亚像素边缘定位方法。该方法在Sobel算子初步检测边缘的基础上，利用初步获取的椭

4、圆目标的几何信息，将参与计算的模板个数减少至一个，从而大大减少了算法的运算时间。同时由于采用了最小二乘拟合法间接获得椭圆目标的部分边缘参数，精度和抗噪性能也都有所提古闻o(3)提出了一种基于两相同圆的摄像机标定的方法。该方法首先根据圆环点的不变性求取摄像机内部参数，然后根据透视投影变换的相切不变性，利用两圆的内外公切线求得摄像机的外部参数。该方法不需要任何已知的摄像机参数和繁琐的标志点匹配过程，简单方便地求解摄像机的内部参数和外部参数。关键词：图像处理，计算机视觉，亚像素技术，摄像机标定，椭圆目标，矩Abstractntle：Rese觚mofSubpix

5、elTecllllolog)raIldCalibrationTechn010野MaLstercaIldidate：ZHANGHuSupen，isor：DAFei-pengOrigarlization：Sou也eaStUnivers酊Sub‘pixellocation锄dc锄eracalibrationarebotllt：hecriticaltecllI】【ologiesiIlimageprocessing锄dcomputerVision．nleyare谢delyuSedinmanyare嬲，such嬲ind咖ialVisiondetectio玛3Dcon

6、鼬mctioll，robotvisionmⅣigation，mechanicaLlm缸lufactIlre，virtualreali吼锄dsoon．Somekeyresearc_hesonnleslIb-pixello础0nmemods龇1dc锄emcalibrationmenlodsaremade．Thenlainresultsof“smesisareasf10llows．(1)Animpr0Vedalgorithmforobta“ngt11ecenterofellipseisproposed．Firsuy’somei碰．0吼ationaboutaIl

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