主動視覺系統(tǒng)的自動校準(zhǔn)及重構(gòu)

Beiwei+Zhang

計算機視覺是一門研究如何使機器“看”的科學(xué)，更進(jìn)一步地說，就是指用攝影機和電腦代替人眼對目標(biāo)進(jìn)行識別、跟蹤和測量等機器視覺，并進(jìn)一步做圖形處理，使電腦處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測的圖像。主動視覺是相對于被動視覺而提出的概念，主動對純視覺系統(tǒng)而言就是移動能力，這種能力對生物體表現(xiàn)為空間上的移動，而對人造的計算機視覺系統(tǒng)還可以表現(xiàn)為頻率上的移動，在廣義上對機器人系統(tǒng)而言，這種主動還表現(xiàn)為觸摸對象物等。本書提出了對結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)和折反射式相機自動校準(zhǔn)和三維重建，以及對單應(yīng)矩陣和基本矩陣的廣泛研究。

全書共7章：1.引言，主要是對一些基本概念及術(shù)語的介紹，包括主動視覺的背景、結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)、全向視覺系統(tǒng)的校準(zhǔn)及重建等；2.系統(tǒng)描述，首先介紹結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)及全向視覺系統(tǒng)，然后對各組件進(jìn)行建模，對其模式編碼策略進(jìn)行了研究，最后對基于平面的單應(yīng)及基本矩陣等內(nèi)容進(jìn)行介紹；3.靜態(tài)校準(zhǔn)，首先介紹校準(zhǔn)理論，然后重點討論基于多邊形的校準(zhǔn)、基于相交圓的校準(zhǔn)、基于同心圓校準(zhǔn)、基于行的失真校正，最后進(jìn)行總結(jié)；4.基于單應(yīng)的動態(tài)校準(zhǔn)，對問題進(jìn)行陳述，描述了系統(tǒng)約束，重點在比例因子、平移向量、旋轉(zhuǎn)矩陣的相關(guān)校準(zhǔn)算法，最后通過計算機仿真實驗，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)；5.三維重建，重點介紹了基于兩個已知平面的重建方法及基于一個已知平面的重建方法，每種方法均配有詳細(xì)的重建過程及實例；6.折反射視覺系統(tǒng)，包括全景立體視覺系統(tǒng)、拋物型攝像機系統(tǒng)及雙曲線攝像系統(tǒng)的系統(tǒng)模型及配置、同軸安裝、校準(zhǔn)程序，并對三類系統(tǒng)及相關(guān)方法進(jìn)行總結(jié)；7.結(jié)論與未來展望。

本書設(shè)計了以兩個新的平面圖案為內(nèi)部參數(shù)的攝像機標(biāo)定解決方法以及一個基于行的方法失真校正方法，對結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)和折反射式相機自動校正和三維重建問題進(jìn)行了研究，最后對單應(yīng)矩陣和基本矩陣進(jìn)行了廣泛研究。在這些方法及研究中，提供了用于改善計算效率和冗余數(shù)據(jù)的解析解，使得系統(tǒng)預(yù)期的可靠性大大提高。本書還是一個很好的文獻(xiàn)綜述，是在圖像處理和計算機視覺及相關(guān)學(xué)科工作中的研究人員和從業(yè)人員寶貴和實用的工具。

李亞寧，碩士研究生

（中國科學(xué)院自動化研究所）