Слепая компенсация радиальной дисторсии на одиночном изображении с использованием быстрого преобразования Хафа
Автор: Кунина Ирина Андреевна, Гладилин Сергей Александрович, Николаев Дмитрий Петрович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Обработка изображений: Распознавание образов и анализ данных
Статья в выпуске: 3 т.40, 2016 года.
Бесплатный доступ
В работе представлен способ автоматической компенсации радиальной дисторсии - искажения, характерного для широкоугольных объективов. Предложенный алгоритм оценивает параметры искажения, используя только единичное изображение, полученное из неизвестного источника. При этом не используются какие-либо калибровочные объекты, но предполагается, что исходная сцена содержит прямые линии. Суть метода заключается в поиске радиальной дисторсии с таким набором параметров, что ее исправление даст изображение, на котором «в целом» линии выглядят более прямыми. Для оценки общей искривленности линий в данной работе предлагается использовать быстрое преобразование Хафа, при этом собственно линии на изображении не выделяются. Предложенный алгоритм был проверен на реальных данных, полученных камерами с откалиброванными объективами, имеющими различную степень радиальной дисторсии. Для формальной оценки работы алгоритма был предложен функционал качества компенсации геометрического искажения, нечувствительный к возможной плохой обусловленности задачи определения коэффициентов модели дисторсии.
Цифровая обработка изображений, анализ изображений, конструкция оптической системы, радиальная дисторсия, автоматическая калибровка, быстрое преобразование хафа
Короткий адрес: https://sciup.org/14059477
IDR: 14059477 | DOI: 10.18287/2412-6179-2016-40-3-395-403
Список литературы Слепая компенсация радиальной дисторсии на одиночном изображении с использованием быстрого преобразования Хафа
- Zhang, Z. A flexible new technique for camera calibration/Z. Zhang//IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. -2000. -Vol. 22(11). -P. 1330-1334. - DOI: 10.1109/34.888718
- Миронова, Т.В. Анализ деформаций, оптических неоднородностей и дисторсионных искажений с помощью искусственных спеклов в цифровой фотографии: дисс. к.ф.-м.н., Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва, 2005.
- Hartley, R. Self-calibration of stationary cameras/R. Hartley//International Journal of Computer Vision. -1997. -Vol. 22(1). -P. 5-23. - DOI: 10.1023/A:1007957826135
- Stein, G. Accurate internal camera calibration using rotation, with analysis of sources of error/G. Stein//Computer Vision: Proceedings, Fifth International Conference on. -1995. -P. 230-236. - DOI: 10.1109/ICCV.1995.466781
- Farid, H. Blind removal of lens distortion/H. Farid, A.C. Popescu//Journal of the Optical Society of America A. -2001. -Vol. 18(9). -P. 2072-2078. - DOI: 10.1364/JOSAA.18.002072
- Zhang, Z. Camera calibration with lens distortion from low-rank textures/Z. Zhang, Y. Matsushita, Y. Ma//Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), 2011 IEEE Conference on. -2011. -P. 2321-2328. - DOI: 10.1109/CVPR.2011.5995548
- Karpenko, S. UAV Control on the Basis of 3D Landmark Bearing-Only Observations/S. Karpenko, I. Konovalenko, A. Miller, B. Miller, D. Nikolaev//Sensors. -2015. -Vol. 15(12). -P. 29802-29820. - DOI: 10.3390/s151229768
- Karpenko, S. Visual navigation of the UAVs on the basis of 3D natural landmarks/S. Karpenko, I. Konovalenko, A. Miller, B. Miller, D. Nikolaev//Proceedings of SPIE: Eighth International Conference on Machine Vision (ICMV 2015). -2015. -Vol. 9875. -98751I (10 p.).
- Konovalenko, I. UAV navigation on the basis of the feature points detection on underlying surface/I. Konovalenko, A. Miller, B. Miller, D. Nikolaev//Proceedings of the 29th European Conference on Modeling and Simulation (ECMS 2015), Albena (Varna), Bulgaria. -2015. -P. 26-29. - DOI: 10.7148/2015-0499
- Rosten, E. Camera distortion self-calibration using the plumb-line constraint and minimal Hough entropy/E. Rosten, R. Loveland//Machine Vision and Applications. -2011. -Vol. 22(1). -P. 77-85. - DOI: 10.1007/s00138-009-0196-9
- Alemán-Flores, M. Automatic Lens Distortion Correction Using One-Parameter Division Models/M. Alemán-Flores, L. Alvarez, L. Gomez, D. Santana-Cedres//Image Processing On Line. -2014. -Vol. 4. -P. 327-343. - DOI: 10.1007/s10851-012-0342-2
- Карпенко, С.М. Метод восстановления изображений, подверженных радиальной дисторсии/С.М. Карпенко, С.А. Гладилин, Д.П. Николаев//Сборник трудов конференции «Информационные технологии и системы (ИТиС’08)». -2008. -С. 502-505.
- Kanuki, Y. Automatic compensation of radial distortion by minimizing entropy of histogram of oriented gradients/Y. Kanuki, N. Ohta, A. Nagai//Pattern Recognition (ACPR), 2013 2nd IAPR Asian Conference on. -2013. -P. 912-916. - DOI: 10.1109/ACPR.2013.167
- Wang, A. A simple method of radial distortion correction with centre of distortion estimation/A. Wang, T. Qiu, L. Shao//Journal of Mathematical Imaging and Vision. -2009. -Vol. 35(3). -P. 165-172. - DOI: 10.1007/s10851-009-0162-1
- Nikolaev, D. Hough transform: underestimated tool in the computer vision field/D. Nikolaev, S. Karpenko, I. Nikolaev, P. Nikolayev//Proceedings of the 22th European Conference on Modelling and Simulation. -2008. -P. 238-246.
- Brady, M.L. A fast discrete approximation algorithm for the Radon transform/M.L. Brady//SIAM Journal on Computing. -1998. -Vol. 27(1). -P. 107-119. - DOI: 10.1137/S0097539793256673
- Brown, D.C. Close-range camera calibration/D.C. Brown//Photogrammetric Engineering. -1971. -Vol. 37(8). -P. 855-866.
- Duda, R.O. Use of the Hough transformation to detect lines and curves in pictures/R.O. Duda, P.E. Hart//Communications of the ACM. -1972. -Vol. 15(1). -P. 11-15. - DOI: 10.1145/361237.361242
- U.S. Patent 3,069,654 G06K 9/46, G01T 5/02, G01T 5/00, 382/281, 382/202, 342/176, 342/190. Method and means for recognizing complex patterns/P. Hough, filed of March 25, 1960, published of December 18, 1962.
