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基于散焦图像的测距方法(DFD)是近年来机器视觉领域的研究热点之一。该方法最早是由Pentland在1987年提出的,最少只需要不同镜头参数所摄得的两幅图像,即可计算出物体到镜头间的距离信息。由于该方法属于单眼视觉,避开了目前仍未能有效解决的立体视觉特征点匹配问题,因此相对于立体视觉,该方法在很多领域更具有实际应用价值。
本文以Subbarao提出的算法为基础,首先简要介绍了散焦测距的基础原理,然后对两种测距方法进行了研究。一种算法把S变换应用于图像处理中,假设散焦图像在空间小区域内满足三阶多项式分布,并将点扩散函数的参数定义为归一化点扩散函数的二阶矩,得到了非常简单的扩散参数。本文指出S变换中简单的空域运算与纹理变化无关,并通过实验验证,测距结果也与物体纹理变化无关。另一种方法在Subbarao的算法的基础上,改变以往调焦的方式,采用调节光圈的方式获取图像。采用动态参照技术,使检测结果与物体表面纹理的变化无关,且算法计算量小,只需标定一个K值。
应用基于虚拟仪器的机器视觉系统对两种算法进行实验验证,给出的实验结果及分析图表表明了算法的有效性以及一定的局限性。采用调节镜头光圈的方法获得实验用图像,可以避免了用调焦方法获得图像所存在的放大率不同的问题。