实验三Matlab图像处理基本操作及摄像机标定DLT.docx
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实验三Matlab图像处理基本操作及摄像机标定DLT
实验三Matlab图像处理基本操作及摄像机标定(DLT)
1、实验目的
通过应用Matlab的图像处理基本函数,学习图像处理中的一些基础操作和处理。
理解摄像机标定(DLT)方法的原理,并利用程序实现摄像机内参数和外参数的估计。
2、实验内容:
1)读取一幅图像并显示。
2)检查内存(数组)中的图像。
3)实现图像直方图均衡化。
4)读取图像中像素点的坐标值。
5)保存图像。
6)检查新生成文件的信息。
7)使用阈值操作将图像转换为二值图像。
8)根据RGB图像创建一幅灰度图像。
9)调节图像的对比度。
10)在同一个窗口内显示两幅图像。
11)掌握matlab命令及函数,获取标定块图像的特征点坐标。
12)根据摄像机标定(DLT)方法原理,编写Matlab程序,估计摄像机内参数和外参数。
3、实验要求:
1)选取一幅图像,根据实验内容1)—10)给出结果。
2)根据给定的标定块图像及实验内容11),12)进行编程实验。
3)书写实验报告
4、实验设备
1)微机。
2)Matlab软件。
5、实验原理
DLT变换:
Abdal-Aziz和Karara于70年代初提出了直接线性变换像机定标的方法,他们从摄影测量学的角度深入的研究了像机图像和环境物体之间的关系,建立了像机成像几何的线性模型,这种线性模型参数的估计完全可以由线性方程的求解来实现。
直接线性变换是将像点和物点的成像几何关系在齐次坐标下写成透视投影矩阵的形式:
其中为图像坐标系下的点的齐次坐标,为世界坐标系下的空间点的欧氏坐标,P为3*4的透视投影矩阵,为未知尺度因子。
消去S,可以得到方程组:
当已知N个空间点和对应的图像上的点时,可以得到一个含有2*N个方程的方程组:
其中A为(2N*12)的矩阵,L为透视投影矩阵元素组成的向量:
像机定标的任务就是寻找合适的L,使得为最小,即
给出约束:
L‘为L的前11个元素组成的向量,C为A前11列组成的矩阵,B为A前12列组成的向量。
6、程序代码
I=imread('DSCN0831.JPG');
imshow(I);
whos
figure,
I1=rgb2gray(I);
figure,imshow(I1)
imhist(I1);
I2=histeq(I1)
figure,imshow(I2)
figure,imhist(I2)
a=imread('DSCN0831.JPG')
imwrite(I1,'DSgray.jpg');
imwrite(I2,'DSgrayeq.jpg');
inf=imfinfo('DSCN0831.JPG')¯
level=graythresh(I2);
bw=im2bw(I2,level);
figure,imshow(bw)
whos
I3=imadjust(I2,stretchlim(I2),[01]);
figure,imshow(I3);
a=imread('DSCN0831.JPG');
b=imread('DSgray.jpg');
subplot(1,2,1),imshow(a);
subplot(1,2,2),imshow(b);
clear;
xpot=[];
ypot=[];
imshow('DSCN0831.JPG');
holdon;
n=input('Pleaseinputthenumberofpot:
');
fori=1:
n
[x,y]=ginput
(1);
plot(x,y,'or');
text(x+1,y+1,num2str(i));
xpot=[xpot,x];
ypot=[ypot,y];
end
[xpot;ypot]
[xw;yw;zw]
a=[xw',yw',zw',ones([1001]),zeros([1004]),(-1)*xpot'.*xw',(-1)*xpot'.*yw',(-1)*xpot'.*zw',-1*xpot';zeros([1004]),xw',yw',zw',ones([1001]),(-1)*ypot'.*xw',(-1)*ypot'.*yw',(-1)*ypot'.*zw',-1*ypot'];
c=a(:
1:
11);
b=a(:
12);
l=(-1)*(c'*c)^(-1)*c'*b
7、运行结果
Ø图像信息:
Filename:
'DSCN0831.JPG'
FileModDate:
'21-十月-201121:
29:
34'
FileSize:
160501
Format:
'jpg'
FormatVersion:
''
Width:
1024
Height:
768
BitDepth:
24
ColorType:
'truecolor'
FormatSignature:
''
NumberOfSamples:
3
CodingMethod:
'Huffman'
CodingProcess:
'Sequential'
Comment:
{}
ImageDescription:
''
Make:
'NIKON'
Model:
'E990'
Orientation:
1
XResolution:
300
YResolution:
300
ResolutionUnit:
'Inch'
Software:
'E990v1.0'
DateTime:
'0000:
00:
0000:
00:
00'
YCbCrPositioning:
'Co-sited'
DigitalCamera:
[1x1struct]
Ø检查内存中的图像:
NameSizeBytesClassAttributes
I768x1024x32359296uint8
I1768x1024786432uint8
I2768x1024786432uint8
a768x1024x32359296uint8
bw768x1024786432logical
inf1x112144struct
level1x18double
Ø图像
图一直方图
图二均衡后的直方图
图三调节对比度后的图像
图四二进制图
图五灰度图
图六显示两幅图像
图七标定图
Ø定块图像的特征点坐标
Columns1through9
-0.0818-0.37380.32320.86920.59160.1596-0.5593-1.1503-0.9188
1.01321.26101.28290.88080.73170.80480.04460.34870.8531
Columns10through18
-0.1365-0.7079-1.4787-1.4430-1.2126-1.8520-2.8819-3.5305-4.3289
0.4174-0.12650.00220.51680.68061.87212.76973.06803.6265
Columns19through27
-4.9902-5.4902-5.9902-6.4902-6.9672-7.4556-7.9556-8.4556-8.9556
4.15574.65575.15575.65576.17036.67037.17037.67038.1703
Columns28through36
-9.3865-9.3796-9.2874-9.2702-9.2702-9.2702-9.2702-9.2759-9.2817
8.70699.27279.758010.258010.758011.258011.758012.265412.7873
Columns37through45
-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874
13.294613.794614.294614.794615.294615.794616.294616.794617.2946
Columns46through54
-9.2874-9.2874-9.2874-9.2874-9.1319-9.0801-8.9706-8.5455-8.8796
17.794618.294618.794619.294619.290219.231719.085518.851618.2054
Columns55through63
-9.1734-9.7483-9.6031-9.2978-8.8381-8.7298-9.0697-9.6849-10.2137
17.829718.009518.889618.848718.432017.858917.417416.917416.4247
Columns64through72
-10.8174-11.5421-12.8646-13.8704-14.8589-15.5248-16.0467-16.1262-15.5904
16.019716.122116.480316.926217.733218.638219.608920.470020.4437
Columns73through81
-15.1653-15.1492-15.6503-16.4153-16.9153-16.4591-15.9591-15.5167-16.5593
20.085519.727319.271219.334119.363319.356019.356019.348719.7727
Columns82through90
-17.5651-18.4268-18.9672-18.9315-18.6146-19.7033-20.3520-20.8520-20.3727
20.177619.822419.066518.325317.990517.841417.563617.563617.5636
Columns91through99
-19.7402-18.9061-17.9349-17.4706-17.1377-17.3796-17.6734-18.5132-19.4614
17.578217.629417.943718.528519.689320.747821.733222.184922.3268
Column100
-19.8347
22.1148
ans=
1.0e+003*
Columns1through9
0.50200.50500.50650.51250.50800.51550.51250.51400.4480
0.72120.64920.56830.47970.39570.29820.20220.10470.6943
Columns10through18
0.44650.44650.44650.44650.44650.44650.44500.38800.3370
0.61780.53830.45570.37170.28320.18570.09570.08670.0837
Columns19through27
0.28750.24550.20350.17050.17350.20650.24550.28900.3385
0.07470.07020.06270.06420.13320.14220.14820.15720.1662
Columns28through36
0.38800.39100.34000.29350.25150.21100.17950.17800.2155
0.17970.26520.25320.23820.22920.21720.20820.27570.2892
Columns37through45
0.25300.29500.34150.39100.39250.34150.29650.25600.2170
0.30270.32070.33570.35520.43470.41520.39570.37920.3582
Columns46through54
0.18250.18850.22000.25900.29800.34450.39550.39400.3475
0.34470.40920.43020.44370.46620.49020.51120.58930.5623
Columns55through63
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Columns64through72
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0.69430.62520.54730.46170.37620.28620.19320.09870.0927
Columns73through81
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Columns82through90
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Columns91through99
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Column100
0.8215
0.5787
Ø转换为世界坐标
ans=
Columns1through17
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Columns18through34
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Columns35through50
10010012012012012014014014014014010080604020
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140140140140140140140140140140140140140140140140
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- 实验三 Matlab图像处理基本操作及摄像机标定DLT 实验 Matlab 图像 处理 基本 操作 摄像机 标定 DLT