維圖像處理技術(shù)ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 13:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 象處理演示稿 紀玉波制作(C) 20 立體投影成像 下圖示出了一對適合于立體成像放置的攝像機 。 一個三維坐標系以左投影機的投影中心為原點 。 在該例中 ， 兩個攝像機的光軸平行 ， 并位于 xz平面上 。 在這種條件下 ， 攝像機被稱為是處于平行對準狀態(tài) 。 z軸與左攝像機的光軸重合 。兩個攝像機焦距均為 f,他們之間的距離是 d （圖 84） 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 21 假設坐標為 的點 P， 被放置在攝像機前方 ，并分別成像于兩個攝像機平面上 。 那么 ， 利用 zx和 yz平面中的相似三角形 ， 可以看到從點 P穿過透鏡中心的直線與 (圖像 ） 平面相交于 同樣，從 P穿過右攝像機的中心的直線將與圖像平面相交于 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 22 現(xiàn)在在每個成像面上設置一個二維坐標系。為了方便起見將這兩個坐標系位置處旋轉(zhuǎn) 180176。 ，這樣就抵消了成像過程中固有的旋轉(zhuǎn)。因此 這樣一來該點在其圖像中的坐標為 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 23 注意兩圖中心的 y坐標相同。重新整理可得 : 從中解出 Z0得到法向深度方程 (81) 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 24 這個方程將距離的法向成分 Z0與兩幅圖像偏移的像素數(shù)聯(lián)系起來 。 值得注意的是在方程中 ， Z0僅是 xr和 xl之差的函數(shù) ， 而與他們單個值大小無關(guān) 。 由于 Z0必須取正值 ，應有 。 還要注意的是分子的值與之相比可能非常小 。 這就意味著對于大的 Z0分母可能會非常小 。 因此 ， 在兩幅圖中特征定位的微小偏差可能會導致深度計算的大誤差 。 同樣在三維空間中 ， 利用相似三角形 ， 我們有 對其加以整理用（ 81）代替 Z0得 （ 82） 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 25 它就是實際深度的一方程。這給出了從原點到點 P的總長度。對于窄視野（望遠鏡） ,光學系統(tǒng)， X0,Y0＜＜ Z0并且 xl和 yl相對于都很小。因而方程（ 82）可以用方程（ 81）來近似。 立體投影深度可按以下方式計算 。 首先 ， 對于左圖中的每個像素 ， 判斷右圖中的哪個像素對應于物體上的同一點 。 對于一個圖等于圖 84的平行對準系統(tǒng) ，可以按行對行的方式來完成 ， 因為物體上的任一點都映射到圖像上 ， 因而相同的垂直位置在同一掃描線上 。接著計算 ， 生成一個偏移圖 ， 其中的灰度按適當?shù)谋壤硐袼仄?。 然后 ， 用方程 （ 81）） 通過偏移圖像計算每個像素的 Z0， 生成一個法向距離圖 ，最后計算每一點的 x,y坐標 : 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 26 上述過程使我們能夠計算物體上每個點的 x,y,z坐標值，這些點各自對應攝像機中的一個像素。使用方程（ 82）以 x和 y為函數(shù)計算 R則生成了一幅實際深度圖。在兩種情況下，我們成功地測繪了三維物體的可見表面。 在圖 84中，攝像機是平行對準的。除了 Z0比 d大很多的情況之外，一般都有必要將攝像機會聚，以便其視野重疊在就近的物體上。在一個會聚系統(tǒng)中，光軸不再平行，而是交于 xz平面中的某點。在這種情況下，所用的是相同的技術(shù)，但深度方程稍復雜些。如果兩個攝像機的光軸甚至不在同一平面的話，情況則更為復雜。有時，需要從立體圖像對決定攝像機的幾何參數(shù)。這可通過使用六個或更多的 x,y,z坐標已知的點，運用最小二乘擬合來決定每個攝像機的成像幾何。 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理演示稿 紀玉波制作(C) 27 體視圖像顯示 一個三維場景可以通過三維顯示技術(shù)重現(xiàn)給觀察者 。 這就是 20世紀初開始流行的立體電影和體視攝影術(shù)的基礎 。 它還提供了顯示三維數(shù)字圖像如生物細胞的方法 。 顯示幾何 圖 85描述了立體顯示的觀測幾何 ， 體視圖像對（ stereoscopic image pair） 放置 在觀察者眼睛前方距離D處 ， 雙眼距離為 S。 一個位于左圖 xl,yl坐標處與右圖xr,yr坐標處的小特征在觀察者看來就像放置在點 P處一樣 。 2022年 5月 30日 數(shù)字圖象處理
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