圖像測量系統(tǒng)

1、第三章第三章 圖像測量系統(tǒng)圖像測量系統(tǒng) 照明照明圖像采集圖像采集圖像處理圖像處理結(jié)果輸出結(jié)果輸出圖像存儲 圖像表示焦距，焦距，光圈，光圈，放大率，放大率，姿態(tài)等姿態(tài)等輸入?yún)?shù)輸入?yún)?shù)控制控制A/DA/D變換變換強度強度, ,構(gòu)造等構(gòu)造等圖圖 像像 處處 理理照明控制照明控制u 采樣孔：使數(shù)字化器能夠單獨觀測特定的圖采樣孔：使數(shù)字化器能夠單獨觀測特定的圖像元素而不受圖像其它部分的影響。像元素而不受圖像其它部分的影響。u 圖像掃描機構(gòu)：使采樣孔按照選定的方式在圖像掃描機構(gòu)：使采樣孔按照選定的方式在圖像上移動，從而按照一定的順序?qū)D像的圖像上移動，從而按照一定的順序?qū)D像的像素進行觀測。像素進行觀測

2、。u 光傳感器：將被觀測像素處的光強轉(zhuǎn)換為電光傳感器：將被觀測像素處的光強轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號，完成光電轉(zhuǎn)換功能。壓或電流信號，完成光電轉(zhuǎn)換功能。u 量化器：將傳感器輸出的連續(xù)電量轉(zhuǎn)化為整量化器：將傳感器輸出的連續(xù)電量轉(zhuǎn)化為整數(shù)值。數(shù)值。u 圖像幀存儲器：將量化器產(chǎn)生的灰度值按照圖像幀存儲器：將量化器產(chǎn)生的灰度值按照一定的格式存儲起來，以用于后續(xù)的處理。一定的格式存儲起來，以用于后續(xù)的處理。n 像素大小像素大小n 圖像大小圖像大小n 被測的局部特征被測的局部特征n 線性度線性度n 噪聲噪聲 像素的物理尺寸像素的物理尺寸 相鄰像素的間距相鄰像素的間距 允許輸入的范圍允許輸入的范圍 輸出的像素數(shù)輸

3、出的像素數(shù) 物理參數(shù)物理參數(shù) 反射率反射率 透射率透射率 圖像灰度和輻射照度圖像灰度和輻射照度 讀出噪聲讀出噪聲 光子噪聲光子噪聲n 并入串出并入串出n 并入并出并入并出n 串入串出串入串出n 串入并出串入并出n 光源光源白熾燈白熾燈激光器激光器熒光物質(zhì)熒光物質(zhì)發(fā)光二極管發(fā)光二極管n 光傳感器光傳感器光傳感器的工作基礎是光電效應光傳感器的工作基礎是光電效應光電效應光電效應 一些金屬、金屬氧化物、半導體一些金屬、金屬氧化物、半導體材料在光的照射下釋放電子的現(xiàn)象。材料在光的照射下釋放電子的現(xiàn)象。外光電效應外光電效應（光電發(fā)射效應）：物體在光的作用（光電發(fā)射效應）：物體在光的作用下，其中的電子從物體

4、表面逸出的現(xiàn)象。下，其中的電子從物體表面逸出的現(xiàn)象。內(nèi)光電效應內(nèi)光電效應：當物體在光的作用下所釋放的電子當物體在光的作用下所釋放的電子不逸出物體表面，而只是在物體的內(nèi)部運動并使不逸出物體表面，而只是在物體的內(nèi)部運動并使其電特性發(fā)生變化的現(xiàn)象。其電特性發(fā)生變化的現(xiàn)象。 光電導效應光電導效應 光生伏特效應光生伏特效應n 光傳感器光傳感器光電導效應：光電導效應：當半導體材料受到光照時，當半導體材料受到光照時，如果入射光子的能量大于其禁止帶寬，如果入射光子的能量大于其禁止帶寬，則半導體內(nèi)載流子數(shù)目增多，這將導致則半導體內(nèi)載流子數(shù)目增多，這將導致半導體電導率的改變，從而使半導體的半導體電導率的改變，從而

5、使半導體的電阻減小。電阻減小。光生伏特效應：光生伏特效應：當半導體的當半導體的PNPN結(jié)受到光結(jié)受到光照時，如果入射光子的能量大于其禁止照時，如果入射光子的能量大于其禁止帶寬，則在帶寬，則在PNPN結(jié)兩側(cè)會產(chǎn)生光生電動勢結(jié)兩側(cè)會產(chǎn)生光生電動勢。n 光傳感器光傳感器光電管光電管光電倍增管光電倍增管當入射光照射到陰極上時，陰當入射光照射到陰極上時，陰極會發(fā)射出電子，由于陽極的極會發(fā)射出電子，由于陽極的電位比陰極高，陽極便會收集電位比陰極高，陽極便會收集陰極發(fā)射出來的電子，并在光陰極發(fā)射出來的電子，并在光電管回路中形成電流，該電流電管回路中形成電流，該電流在負載電阻上產(chǎn)生輸出電壓。在負載電阻上產(chǎn)生輸

6、出電壓。在入射的頻譜成分和光電管電在入射的頻譜成分和光電管電壓不變的條件下，輸出電壓與壓不變的條件下，輸出電壓與入射光通量成正比。入射光通量成正比。當電子或光子以足夠大的速度轟擊金當電子或光子以足夠大的速度轟擊金屬表面時，會使金屬表面的電子逸出屬表面時，會使金屬表面的電子逸出金屬表面。這種逸出金屬表面的電子金屬表面。這種逸出金屬表面的電子叫做次生電子。叫做次生電子。光電倍增管的光電轉(zhuǎn)換過程：當入射光電倍增管的光電轉(zhuǎn)換過程：當入射光的光子打在光電陰極上時，光電陰光的光子打在光電陰極上時，光電陰極發(fā)射出電子，該電子流又會打在比極發(fā)射出電子，該電子流又會打在比光電陰極電位高的第一倍增極上，產(chǎn)光電陰極

7、電位高的第一倍增極上，產(chǎn)生新的次生電子生新的次生電子上述過程不斷進上述過程不斷進行，直到最后一級的倍增極產(chǎn)生的次行，直到最后一級的倍增極產(chǎn)生的次生電子被具有更高電位的陽極收集，生電子被具有更高電位的陽極收集，并在外部回路中形成電流為止。并在外部回路中形成電流為止。外部回路中流過的電流與光電陰極外部回路中流過的電流與光電陰極上入射的光通量成正比。上入射的光通量成正比。次生電子倍增極次生電子倍增極光敏二極管光敏二極管無光照射時，反向飽和漏電流小；無光照射時，反向飽和漏電流小；有光照射時，反向飽和漏電流大有光照射時，反向飽和漏電流大大增加，形成光電流。該光電流大增加，形成光電流。該光電流隨入射光強度

8、的變化而相應變化隨入射光強度的變化而相應變化。硅傳感器硅傳感器光光P P型硅襯底型硅襯底金屬電極金屬電極二氧化硅二氧化硅溝阻溝阻勢阱勢阱信號電荷信號電荷n 光傳感器：硅傳感器光傳感器：硅傳感器n 掃描機制：機械掃描掃描機制：機械掃描n 掃描機制：電子束掃描掃描機制：電子束掃描n 電視攝像機電視攝像機 電視攝像機是一種被廣泛使用的圖像輸入電視攝像機是一種被廣泛使用的圖像輸入設備。它能將景物的光學圖像轉(zhuǎn)換成全電視信設備。它能將景物的光學圖像轉(zhuǎn)換成全電視信號。根據(jù)所使用的光譜波段的不同可有不同種號。根據(jù)所使用的光譜波段的不同可有不同種類的攝像機。類的攝像機。在可見光范圍內(nèi)，主要有在可見光范圍內(nèi)，主要

9、有: :l 黑白攝像機黑白攝像機l 彩色攝像機彩色攝像機n 電視攝像機電視攝像機 電視攝像機的關(guān)鍵部件是電視攝像管。所電視攝像機的關(guān)鍵部件是電視攝像管。所謂的電視攝像管是一種能將景物的光學圖像轉(zhuǎn)謂的電視攝像管是一種能將景物的光學圖像轉(zhuǎn)換成電視圖像信號的器件。該器件對整個攝像換成電視圖像信號的器件。該器件對整個攝像機系統(tǒng)的性能起著確定性的作用。它能將器件機系統(tǒng)的性能起著確定性的作用。它能將器件成像面上的空間景物的二維圖像轉(zhuǎn)變成時間軸成像面上的空間景物的二維圖像轉(zhuǎn)變成時間軸上的一維圖像信號。上的一維圖像信號。l 光電轉(zhuǎn)換功能光電轉(zhuǎn)換功能l 空時轉(zhuǎn)換功能空時轉(zhuǎn)換功能n 黑白電視攝像機黑白電視攝像機光

10、電像管光電像管析像管析像管超光電管超光電管超正析像管超正析像管光電導管光電導管硅靶管硅靶管 硫化銻攝像管（硫化銻攝像管（VidiconVidicon）氧化鉛攝像管（氧化鉛攝像管（PlumbiconPlumbicon）硒靶管（硒靶管（SaticonSaticon）硒化鎘攝像管（硒化鎘攝像管（ChanniconChannicon）新視像管（新視像管（NewviconNewvicon）黑白電視攝像管黑白電視攝像管n 光電導攝像管光電導攝像管工作原理工作原理 靶聚焦線圈偏轉(zhuǎn)線圈校正線圈鏡頭網(wǎng)電極陰極控制極加速極A1聚焦極A2聚焦極A3RL來自被攝景物的光線經(jīng)攝像機的來自被攝景物的光線經(jīng)攝像機的光學系統(tǒng)

11、在光電靶表面成像。靶光學系統(tǒng)在光電靶表面成像。靶面不同位置處的點，由于所受到面不同位置處的點，由于所受到的照度不同將激勵出數(shù)目不等的的照度不同將激勵出數(shù)目不等的光電子，從而產(chǎn)生數(shù)值不等的光光電子，從而產(chǎn)生數(shù)值不等的光電導效應，引起高低不同的電位電導效應，引起高低不同的電位起伏，最終形成與輸入光學圖像起伏，最終形成與輸入光學圖像相對應的電位圖像。相對應的電位圖像。 n 光電導攝像管光電導攝像管工作原理工作原理 靶聚焦線圈偏轉(zhuǎn)線圈校正線圈鏡頭網(wǎng)電極陰極控制極加速極A1聚焦極A2聚焦極A3RL為了將電位圖像轉(zhuǎn)變成相應的時間信號，通常采用電子掃描的方法。為了將電位圖像轉(zhuǎn)變成相應的時間信號，通常采用電子

12、掃描的方法。如圖所示，電子槍的作用是產(chǎn)生一條極細的電子束。由陰極所發(fā)出的如圖所示，電子槍的作用是產(chǎn)生一條極細的電子束。由陰極所發(fā)出的電子束在加速電極電子束在加速電極A1A1和聚焦電極和聚焦電極A2A2、A3A3的作用下，將的作用下，將以均勻的速度以均勻的速度準確地落到靶面上準確地落到靶面上。圖中的校正線圈的作用是把出射的電子束的方向。圖中的校正線圈的作用是把出射的電子束的方向校正到和管軸的方向保持準確一致以校正到和管軸的方向保持準確一致以提高管子的空間分辨率提高管子的空間分辨率，而偏轉(zhuǎn)，而偏轉(zhuǎn)線圈則被用來控制電子束在空間的運動以線圈則被用來控制電子束在空間的運動以實現(xiàn)電子束對靶面的掃描。實現(xiàn)電

13、子束對靶面的掃描。n 光電導攝像管的等效電路光電導攝像管的等效電路a2an+ERL信號輸出Ka3a1R根據(jù)設計要求，整個根據(jù)設計要求，整個掃描將按從左到右、掃描將按從左到右、自上而下的順序進行自上而下的順序進行以完成相應的空時轉(zhuǎn)以完成相應的空時轉(zhuǎn)換功能。換功能。電子束的作用如同一電子束的作用如同一個電子開關(guān)。隨著電個電子開關(guān)。隨著電子束連續(xù)地掃過整個子束連續(xù)地掃過整個靶面，在每一個瞬時，靶面，在每一個瞬時，光電導層上被電子束光電導層上被電子束所 擊 中 的 微 小 單 元所 擊 中 的 微 小 單 元（即像素單元）將和（即像素單元）將和負載電阻一起組成一負載電阻一起組成一個電子回路。個電子回路

14、。 n 光電導攝像管光電導攝像管結(jié)論：結(jié)論：來自被攝景物的光線落到靶面上，來自被攝景物的光線落到靶面上，照度越高，光電導材料激勵出的光電子越照度越高，光電導材料激勵出的光電子越多，導電率越高，多，導電率越高，R R值越小，流過負載的電值越小，流過負載的電流越大；而照度越低，則光電導材料激勵流越大；而照度越低，則光電導材料激勵出的光電子越少，導電率越低，出的光電子越少，導電率越低，R R值越大，值越大，流過負載的電流越小。因此，通過記錄掃流過負載的電流越小。因此，通過記錄掃描過程中加在負載電阻上的電位（或者等描過程中加在負載電阻上的電位（或者等價地，流過負載電阻的電流）就可以得到價地，流過負載電

15、阻的電流）就可以得到關(guān)于輸入光學圖像的明暗變化的信息。關(guān)于輸入光學圖像的明暗變化的信息。 n 電視掃描方式電視掃描方式l逐行掃描（逐行掃描（Progressive ScanningProgressive Scanning）對一幅完整圖像的掃描在每一個規(guī)定的時間間隔對一幅完整圖像的掃描在每一個規(guī)定的時間間隔內(nèi)一次完成。這樣得到的一幅完整圖像稱為幀內(nèi)一次完成。這樣得到的一幅完整圖像稱為幀（FrameFrame）。）。 l隔行掃描（隔行掃描（Interlaced ScanningInterlaced Scanning）對一幅完整圖像（即一幀）的掃描則被分成兩次對一幅完整圖像（即一幀）的掃描則被分成兩

16、次進行。其中的一次掃描只針對圖像中的奇數(shù)行進進行。其中的一次掃描只針對圖像中的奇數(shù)行進行，而另一次掃描則只針對圖像中的偶數(shù)行進行。行，而另一次掃描則只針對圖像中的偶數(shù)行進行。由一幅圖像中所有的奇數(shù)行和偶數(shù)行所形成的子由一幅圖像中所有的奇數(shù)行和偶數(shù)行所形成的子圖像分別被稱為該圖像的奇數(shù)場和偶數(shù)場。圖像分別被稱為該圖像的奇數(shù)場和偶數(shù)場。n 電視信號簡介電視信號簡介掃描規(guī)程簡介掃描規(guī)程簡介 EIA RS170EIA RS170掃描規(guī)程（黑白電視時序標準，美國）掃描規(guī)程（黑白電視時序標準，美國）其它掃描規(guī)程（彩色電視時序標準）：其它掃描規(guī)程（彩色電視時序標準）：（1 1）PAL(Phase Alter

17、nation Line)PAL(Phase Alternation Line) 隔行掃描，隔行掃描，2525幀幀/ /每秒，每秒， 625625行行/ /每幀。每幀。 （2 2）NTSCNTSC（National Television Systems Committee)National Television Systems Committee) RS170 A RS170 A 隔行掃描，隔行掃描，3030幀幀/ /每秒，每秒， 525525行行/ /每幀。每幀。n 全電視信號全電視信號A AB BC CD D水平掃描水平掃描從左到右的掃描從左到右的掃描垂直掃描垂直掃描自上而下的掃描自上而下的

18、掃描掃描線掃描線用實線表示用實線表示回掃線回掃線用虛線表示用虛線表示奇數(shù)行奇數(shù)行水平掃描中對應奇數(shù)水平掃描中對應奇數(shù)場的掃描線，藍綠色實線表示場的掃描線，藍綠色實線表示偶數(shù)行偶數(shù)行水平掃描中對應偶數(shù)水平掃描中對應偶數(shù)場的掃描線，黃色實線表示。場的掃描線，黃色實線表示。水平消隱線水平消隱線用細虛線表示。用細虛線表示。垂直消隱線垂直消隱線用粗虛線表示。用粗虛線表示。n 全電視信號全電視信號偶數(shù)場奇數(shù)場625234562462362212324前均衡脈沖場消隱脈沖(a)場同步脈沖后均衡脈沖奇 數(shù) 場偶 數(shù) 場后 均 衡 脈 沖310312311314315316317318336場 消 隱 脈 沖前

19、 均 衡 脈 沖場 同 步 脈 沖313(b)(b) (b) 偶數(shù)場信號偶數(shù)場信號 圖像傳感器圖像傳感器(a) (a) 奇數(shù)場信號奇數(shù)場信號n 彩色電視攝像機彩色電視攝像機色彩的三色理論（色彩的三色理論（tri-stimulus theorytri-stimulus theory） 幾乎所有的色彩都可以用三種基色：幾乎所有的色彩都可以用三種基色：紅（紅（RedRed）、綠（）、綠（GreenGreen）和藍（）和藍（BlueBlue）進行混合來再現(xiàn)。進行混合來再現(xiàn)。n 彩色電視攝像機彩色電視攝像機三管式彩色電視攝像機工作原理三管式彩色電視攝像機工作原理三管式彩色電視攝像機采用分色棱鏡將入三管式

20、彩色電視攝像機采用分色棱鏡將入射光分解成紅、綠、藍三基色光，并使之分別射光分解成紅、綠、藍三基色光，并使之分別在攝像管在攝像管R R、G G、B B的靶面上成像。然后，經(jīng)光電的靶面上成像。然后，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換將在各自的靶面上形成的光學圖像轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換將在各自的靶面上形成的光學圖像轉(zhuǎn)換成與之對應的電荷圖像。這些電荷圖像在聚焦和與之對應的電荷圖像。這些電荷圖像在聚焦和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用下被轉(zhuǎn)換成按照一定的電視掃偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用下被轉(zhuǎn)換成按照一定的電視掃描標準的隨時間變化的三基色圖像信號。描標準的隨時間變化的三基色圖像信號。 （1）（2）RGBFgFrFb(A)(B)(C)入射光去攝像管R 去攝像管B 去攝像管

21、G n 彩色電視攝像機彩色電視攝像機Mr分色棱鏡由分色棱鏡由(A)(A)、(B)(B)、(C)(C)三部分組成。其中，三部分組成。其中，M Mr r和和M Mb b面上分別蒸鍍有不同厚面上分別蒸鍍有不同厚度的干涉薄膜。各薄膜的度的干涉薄膜。各薄膜的厚度恰到好處，使得：當厚度恰到好處，使得：當入射光投射到入射光投射到M Mr r面上時能面上時能將紅光分量反射回來，而將紅光分量反射回來，而讓其它的光通過；而當入讓其它的光通過；而當入射光投射到射光投射到M Mb b面上時能將面上時能將藍光分量反射回來，而讓藍光分量反射回來，而讓其它的光通過。其它的光通過。 分色棱鏡的工作原理分色棱鏡的工作原理Mbn

22、 彩色電視攝像機彩色電視攝像機彩色電視攝像機輸出信號的種類彩色電視攝像機輸出信號的種類（1 1）分量模擬視頻）分量模擬視頻（Component analog videoComponent analog video）（2 2）S-VideoS-Video（Y/C VideoY/C Video）（3 3）復合視頻（）復合視頻（Composite VideoComposite Video）n 彩色電視攝像機彩色電視攝像機亮度信號和色差信號亮度信號和色差信號 ：299. 0701. 0299. 0EEEYBYRY587. 0587. 0587. 0866. 0114. 0114. 0BGREEEn 彩

23、色電視攝像機彩色電視攝像機彩色全電視信號彩色全電視信號亮度信號亮度信號色度信號色度信號復合同步信號復合同步信號彩色全電視信號彩色全電視信號n 固態(tài)攝像機：固態(tài)攝像機：CCDCCD像感器像感器體積小體積小重量輕重量輕造價低造價低壽命長壽命長抗震性強抗震性強空間失真小空間失真小不需要電子掃描：不存在真空封裝的問題不需要電子掃描：不存在真空封裝的問題對外界磁場的屏蔽要求也低對外界磁場的屏蔽要求也低 光光P P型硅襯底型硅襯底金屬電極金屬電極二氧化硅二氧化硅溝阻溝阻勢阱勢阱信號電荷信號電荷CCDCCD像感器是由像感器是由MOSMOS電容器組成的一個陣列。當把光電容器組成的一個陣列。當把光學圖像聚焦到該

24、陣列時，可以得到正比于景物光輻學圖像聚焦到該陣列時，可以得到正比于景物光輻射強度的電荷分布。射強度的電荷分布。 n 固態(tài)攝像機：固態(tài)攝像機：CCDCCD像感器像感器n 固態(tài)攝像機：固態(tài)攝像機：CCDCCD像感器像感器工作原理：電荷定向轉(zhuǎn)移的機制工作原理：電荷定向轉(zhuǎn)移的機制 f1f1f2f2f3f3t0t1t2 t3tttt = t0t = t1t = t2t = t3P1 P2 P3 P1 P2 P3P1 P2 P3 P1 P2 P3P1 P2 P3 P1 P2 P3P1 P2 P3 P1 P2 P3三相控制方式下三相控制方式下CCDCCD中中的電荷轉(zhuǎn)移過程的電荷轉(zhuǎn)移過程 n 固態(tài)攝像機：固態(tài)

25、攝像機：CCDCCD像感器像感器工作原理：電荷定向轉(zhuǎn)移的機制工作原理：電荷定向轉(zhuǎn)移的機制 f1f1f2f2f3f3t0t1t2 t3tttt = t4t = t0P1 P2 P3 P1 P2 P3三相控制方式下三相控制方式下CCDCCD中中的電荷轉(zhuǎn)移過程的電荷轉(zhuǎn)移過程 經(jīng)過一個時鐘周期后，相應的電荷將從前經(jīng)過一個時鐘周期后，相應的電荷將從前一像素的一個電極下轉(zhuǎn)移到下一個像素的一像素的一個電極下轉(zhuǎn)移到下一個像素的同號電極下。這樣，隨著時鐘脈沖有規(guī)則同號電極下。這樣，隨著時鐘脈沖有規(guī)則的變化，電荷將從線陣的一端轉(zhuǎn)移到另一的變化，電荷將從線陣的一端轉(zhuǎn)移到另一端。如果在線陣的另一端對電荷進行收集，端。

26、如果在線陣的另一端對電荷進行收集，并進行放大處理，則可以得到相應的反映并進行放大處理，則可以得到相應的反映圖像灰度變化的電信號輸出。圖像灰度變化的電信號輸出。 t4P1 P2 P3 P1 P2 P3 P1n 固態(tài)攝像機：固態(tài)攝像機：CCDCCD像感器像感器P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3工作原理：電荷定向轉(zhuǎn)移的機制工作原理：電荷定向轉(zhuǎn)移的機制 P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3P1P2P3n CCD CCD像感器：線陣像感器：線陣CCDCCD像感器像感器 輸

27、出輸出感光單元感光單元不透光的電荷轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)不透光的電荷轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移柵轉(zhuǎn)移柵n CCD CCD像感器：面陣像感器：面陣CCDCCD像感器像感器 讀出移位讀出移位寄存器寄存器感光區(qū)感光區(qū)存儲區(qū)存儲區(qū)輸出移位寄存器輸出移位寄存器二相二相驅(qū)動驅(qū)動二相二相驅(qū)動驅(qū)動光柵極光柵極時鐘時鐘視頻輸出視頻輸出感光區(qū)感光區(qū)存儲區(qū)存儲區(qū)視頻輸出視頻輸出n CCD CCD攝像機攝像機 除了除了CCDCCD像感器之外，像感器之外，CCDCCD攝像機還攝像機還包括光學系統(tǒng)、定時系統(tǒng)、包括光學系統(tǒng)、定時系統(tǒng)、CCDCCD激勵器、激勵器、信號處理和校正器等部分。其輸出信號信號處理和校正器等部分。其輸出信號一般也為標準的全電視信

28、號。一般也為標準的全電視信號。 n CID CID攝像機攝像機n CID CID攝像機攝像機讀出方式：讀出方式：（1 1）非破壞性讀出）非破壞性讀出 一個電極被驅(qū)動至一個電極被驅(qū)動至0 0伏或更低電位伏或更低電位 遷移時，在外電路中產(chǎn)生一電流脈沖遷移時，在外電路中產(chǎn)生一電流脈沖（2 2）破壞性讀出）破壞性讀出 兩個電極均被驅(qū)動至兩個電極均被驅(qū)動至0 0伏或更低電位伏或更低電位 像素處積累的光電子被沖洗入下面的基片像素處積累的光電子被沖洗入下面的基片n CID CID攝像機攝像機性能：性能：（1 1）對擴散模糊和輻射危害不敏感）對擴散模糊和輻射危害不敏感（2 2）不存在電荷轉(zhuǎn)移效率的問題）不存在

29、電荷轉(zhuǎn)移效率的問題（3 3）晶格點陣的缺陷只影響單個像素）晶格點陣的缺陷只影響單個像素標定，有時也稱為校準（標定，有時也稱為校準（CalibrationCalibration）。）。n 何謂攝像機的幾何標定？何謂攝像機的幾何標定？確立攝像機內(nèi)部參數(shù)以及攝像機與外部確立攝像機內(nèi)部參數(shù)以及攝像機與外部參考坐標系之間的空間變換關(guān)系的過程。參考坐標系之間的空間變換關(guān)系的過程。內(nèi)部參數(shù)內(nèi)部參數(shù) 外部參數(shù)外部參數(shù)確定系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)確定系統(tǒng)的內(nèi)部參數(shù)確定系統(tǒng)相對于參考坐標系確定系統(tǒng)相對于參考坐標系的位置和姿態(tài)的位置和姿態(tài)n 需要進行攝像機幾何標定的幾種情形需要進行攝像機幾何標定的幾種情形l 固定的內(nèi)部參數(shù)需

30、重新標定固定的內(nèi)部參數(shù)需重新標定內(nèi)部參數(shù)有標稱值，但其實際值和標稱內(nèi)部參數(shù)有標稱值，但其實際值和標稱值之間存在偏差。值之間存在偏差。l 內(nèi)部參數(shù)變化后需重新標定內(nèi)部參數(shù)變化后需重新標定內(nèi)部參數(shù)可調(diào)，而難于做到精確控制。內(nèi)部參數(shù)可調(diào)，而難于做到精確控制。情形情形1 系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的標定系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的標定n 需要進行攝像機幾何標定的幾種情形需要進行攝像機幾何標定的幾種情形l 不同攝像機之間相對空間變換關(guān)系的確定不同攝像機之間相對空間變換關(guān)系的確定情形情形2系統(tǒng)外部參數(shù)的標定系統(tǒng)外部參數(shù)的標定XZYUlVlUrVr( b , 0 , 0 )( 0, 0 , 0 )PirPilP(x,y,z)(0,0,

31、f)(0,0,f)OOYZXn 需要進行攝像機幾何標定的幾種情形需要進行攝像機幾何標定的幾種情形l 攝像機和世界坐標系之間空間變換關(guān)系的確定攝像機和世界坐標系之間空間變換關(guān)系的確定情形情形2系統(tǒng)外部參數(shù)的標定（續(xù)）系統(tǒng)外部參數(shù)的標定（續(xù)）XwZwYwXZYOOw世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系)z ,y,x(P) z , y, x(Pwwwn 對攝像機標定的一般要求對攝像機標定的一般要求 （5 5）可實現(xiàn)性）可實現(xiàn)性 不應對實驗條件提出過于苛刻的假設，也不應該要求不應對實驗條件提出過于苛刻的假設，也不應該要求 使用特別的實驗裝置。使用特別的實驗裝置。（4 4）通用性）通用性 要求校

32、準算法能適用于各種不同種類的圖像傳感器。要求校準算法能適用于各種不同種類的圖像傳感器。 （3 3）有效性）有效性 要求校準算法簡潔、快速。要求校準算法簡潔、快速。（2 2）精密性）精密性 具有滿足使用要求的精度。具有滿足使用要求的精度。（1 1）自治性）自治性 盡量減少人工干預，提高校準的自動化程度。盡量減少人工干預，提高校準的自動化程度。n 進行攝像機幾何標定的一般方法進行攝像機幾何標定的一般方法 基準物體標定法基準物體標定法先由攝像機獲取基準物體的先由攝像機獲取基準物體的圖像，然后運用圖像處理技圖像，然后運用圖像處理技術(shù)抽取基準物體上特征點的術(shù)抽取基準物體上特征點的圖像位置信息。由于這些特

33、圖像位置信息。由于這些特征點在世界坐標系中的位置征點在世界坐標系中的位置信息是已知的，因此可利用信息是已知的，因此可利用攝像機幾何模型的知識，根攝像機幾何模型的知識，根據(jù)特征點所提供的信息計算據(jù)特征點所提供的信息計算攝像機的內(nèi)部參數(shù)和攝像機攝像機的內(nèi)部參數(shù)和攝像機相對于世界坐標系的空間變相對于世界坐標系的空間變換關(guān)系（即外部參數(shù)）。換關(guān)系（即外部參數(shù)）。 Reference Reference ObjectObjectYwXwZw特征點特征點內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法混合參數(shù)法混合參數(shù)法n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法XWYWZW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z

34、 ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i- -Y Yi i平平面面YXZOf世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系( (X Xu u, ,Y Yu u) )理想成像情況下像點理想成像情況下像點的圖像坐標的圖像坐標( (X Xd d, ,Y Yd d) )實際成像情況下像點實際成像情況下像點的圖像坐標的圖像坐標( (X Xf f, ,Y Yf f) )( (X Xd d, ,Y Yd d) )的計算機像的計算機像素坐標表示素坐標表示OWOi iY YX XZ ZX

35、XWWY YWWZ ZWW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i - -Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOstep1.step1. 從世界坐標系到攝像從世界坐標系到攝像機坐標系的剛體變換機坐標系的剛體變換step2.step2.從攝像機坐標系到理從攝像機坐標系到理想的圖像坐標系的透視變換想的圖像坐標系的透視變換step3.step3.從理想的圖像坐標到從理想的圖像坐標到實際的圖像坐標的

36、變換實際的圖像坐標的變換 建立建立(x,y,z)(x,y,z)和和(x(xf f,y,yf f) )映射關(guān)系映射關(guān)系step4.step4.從實際的圖像坐標到從實際的圖像坐標到計算機圖像坐標的變換計算機圖像坐標的變換 n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法n 從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換 Y YX XZ ZX XWWY YWWZ ZWW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i -

37、-Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOstep1.step1. 從世界坐標系到攝像從世界坐標系到攝像機坐標系的剛體變換：機坐標系的剛體變換：xyzxyzwww+RTR =rrr147rrr258rrr369T TTTxyz其中，其中，R R為旋轉(zhuǎn)變換矩陣，它是一個為旋轉(zhuǎn)變換矩陣，它是一個單位正交矩陣，而單位正交矩陣，而T T則為平移向量，則為平移向量，分別由下面定義：分別由下面定義：為了完全描述上述剛體變換，總共為了完全描述上述剛體變換，總共需要六個系統(tǒng)參數(shù)：三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)需要六個系統(tǒng)參數(shù)：三個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和三個平移參數(shù)。和三個平移參數(shù)。 Y YX XZ ZX

38、 XWWY YWWZ ZWW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i - -Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOstep2. step2. 從攝像機坐標系到理從攝像機坐標系到理想的圖像坐標系的透視變換：想的圖像坐標系的透視變換：Xfxzu Yfyzu n 從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換 Y YX XZ ZX XWWY YWWZ ZWW( ( X X

39、WW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i - -Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOstep3. step3. 從理想的圖像坐標到從理想的圖像坐標到實際的圖像坐標的變換：實際的圖像坐標的變換： 失真系數(shù) 若失真主要由徑向畸變引起，則若失真主要由徑向畸變引起，則XDXdxu+ + YDYdyu+ + DxXrrd + + +()k kk k1224LLLLDYrryd + + +()k kk k1224L

40、LLL這里，這里， rXYdd + +22n 從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換 Y YX XZ ZX XWWY YWWZ ZWW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i - -Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOstep4. step4. 從實際的圖像坐標到從實際的圖像坐標到計算機圖像坐標的變換：計算機圖像坐標的變換： C Cx x,C,Cy y .

41、 . 圖像中心的行圖像中心的行/ /列指標列指標d dx x . X. X方向上相鄰像素間距方向上相鄰像素間距d dy y . Y. Y方向相鄰像素點間距方向相鄰像素點間距N Ncx cx . X. X方向上的像素數(shù)方向上的像素數(shù)N Nfx fx . X. X方向上采樣的像素數(shù)方向上采樣的像素數(shù)s sx x . . 模糊度因子模糊度因子 Xs dXCfxxdx + + 1YdYCfydy + + 1ddNNxxcxfx n 從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換 n 從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換從世界坐標系到計算機圖像坐標系的變換 P Pu u(X(X

42、u u,Y,Yu u) )X Xi iY Yi iOOi iY YX XZ ZX XWWY YWWZ ZWW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi i - -Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOX Xi iY Yi i假想的圖像坐標軸假想的圖像坐標軸X Xi iY Yi iX Xi iY Yi i與實際圖像一致的與實際圖像一致的圖像坐標軸圖像坐標軸X Xi iY Yi iOOi i實際圖像實

43、際圖像的左上角的左上角順時針順時針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)0 0平移平移 yxccTX Xi iY Yi iOOi ic cx xc cy yP Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )P Pd d( (X Xd d, ,Y Yd d) )yddcYY+xddcXX+(0,0)(M-1,N-1)X Xf fY Yf fOOf fP Pd d(X(Xf f,Y,Yf f) ) xxxdcC yyydcCP Pd d(X(Xd d,Y,Yd d) )X Xi iY Yi iOOi iX Xi iY Yi i數(shù)字化數(shù)字化x xdfCdXX+y ydfCdYY+xd1xxfCXdsX+yd1yfCYdY+(M-1,N-

44、1)X Xf fY Yf fOOf fP Pd d(X(Xf f,Y,Yf f) )(0,0)xd1xxfCXdsX+yd1yfCYdY+d dx x . X. X方向上相鄰像素間距方向上相鄰像素間距 . X. X方向上實際的像素間距方向上實際的像素間距N Ncx cx . X. X方向上的像素數(shù)方向上的像素數(shù)N Nfx fx . X. X方向上采樣的像素數(shù)方向上采樣的像素數(shù)ddNNxxcxfx xds sx x . . 模糊度因子模糊度因子( (x x向尺度補償因子向尺度補償因子) ) xd 1-xx xdfCXdCdXX+yd 1-yy ydfCYdCdYY+d dx xxd考慮考慮s s

45、x x需要標定的參數(shù)需要標定的參數(shù)R =rrr147rrr258rrr369T TTTxyzXs dXCfxxdx + + 1YdYCfydy + + 1Xfxzu Yfyzu DxXrrd + + +()k kk k1224LLLLDYrryd + + +()k kk k1224LLLL外部參數(shù)外部參數(shù)內(nèi)部參數(shù)內(nèi)部參數(shù)n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法需要標定的兩組參數(shù)（一）需要標定的兩組參數(shù)（一）u外部參數(shù)外部參數(shù)R =rrr147rrr258rrr369T TTTxyz個旋轉(zhuǎn)參數(shù)個旋轉(zhuǎn)參數(shù)個平移參數(shù)個平移參數(shù)共六個共六個n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法需要標定的兩組參數(shù)

46、（二）需要標定的兩組參數(shù)（二）u內(nèi)部參數(shù)內(nèi)部參數(shù) f f 有效焦長有效焦長 k k1 1 鏡頭的失真系數(shù)鏡頭的失真系數(shù) s sx x 圖像圖像X X坐標的模糊度因子坐標的模糊度因子 C Cx x 圖像平面原點在計算機圖像坐標系中的圖像平面原點在計算機圖像坐標系中的X X坐標坐標 C Cy y 圖像平面原點在計算機圖像坐標系中的圖像平面原點在計算機圖像坐標系中的Y Y坐標坐標 n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法C Cx x、 C Cy y的確定（的確定（1 1）：變焦法）：變焦法位置固定位置固定時間可控時間可控點狀光源點狀光源n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)的個別標定外部分離參數(shù)的個別標定C

47、Cx x、 C Cy y的確定（的確定（2 2）：激光光束法）：激光光束法成像面成像面外置屏幕外置屏幕位置可控激位置可控激光發(fā)射裝置光發(fā)射裝置n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)的個別標定外部分離參數(shù)的個別標定C Cx x、 C Cy y的確定（的確定（3 3）：輻射度學模型法）：輻射度學模型法成像面成像面外置屏幕外置屏幕均勻光照均勻光照22020211100100 xayaxyaxayaay)I(x,+211022020101101xaa4aa2aaaC211022002011101yaa4aa2aaaC2 2次多項式近似次多項式近似n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)的個別標定外部分離參數(shù)的個別標定C Cx

48、x、 C Cy y的確定（的確定（4 4）：輻射度學模型法（續(xù)）：輻射度學模型法（續(xù)）成像面成像面外置屏幕外置屏幕均勻光照均勻光照等灰度線等灰度線口徑蝕口徑蝕n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)的個別標定外部分離參數(shù)的個別標定s sx x的確定的確定成像面成像面外置屏幕外置屏幕xDyDyxxDDs n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)的個別標定外部分離參數(shù)的個別標定其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定Y YX XZ ZX XWWY YWWZ ZWW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u(X(Xu u,Y,Yu u) )P Pd d(X(Xd d

49、,Y,Yd d) )X Xi i - -Y Yi i平平面面世界坐標系世界坐標系攝像機坐標系攝像機坐標系OOWWOOuXzxfuYzyfxd1xxfCXdsX+yd1yfCYdY+）（xfx-1xdCXdsX)C(YdYyfyd)r)(1C(Xds 21xf x1x+)r)(1C(Yd 21yfy+2yfx2xf x1x)CY(d ()CX(ds (r+ )rr(1X4221dLL+)rr(1Y4221dLL+n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法+ zyf )r)(1C(Ydzxf)r)(1C(Xds21yfy21xf x1x 確定其它參數(shù)的基本關(guān)系式確定其它參數(shù)的基本關(guān)系式zw9w8w

50、7xw3w2w1TzryrxrTzryrxrf +zw9w8w7yw6w5w4TzryrxrTzryrxrf +zyxwww987654321wwwTTTzyxr r rr r rr r rTzyxRzyx+zw9w8w7yw6w5w4xw3w2w1Tzryrxr zTzryrxr yTzryrxr xn 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知 使用共平面基準參考使用共平面基準參考點集來完成標定任務。點集來完成標定任務。如圖所示：選擇世界如圖所示：選擇世界坐標系使得基準參考

51、坐標系使得基準參考點集位于平面點集位于平面 z zw w = 0 = 0上，并使世界坐標系上，并使世界坐標系原點不在原點不在Y Y軸上，即使軸上，即使T Ty y 0 0成立。成立。 YXZOWXWYWZWX Xi i- -Y Yi i平平面面O基準參考點集基準參考點集其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定+ TzryrxrTzryrxrf )r)(1C(YdTzryrxrTzryrxrf )r)(1C(Xdszw9w8w7yw6w5w421yfyzw9w8w7xw3w2w121xf x1xyw6w5w4xw3w2w1yfyxf x1xTzryrxrTzryrxr)C(Yd)C(Xds+（一）模糊度因子

52、（一）模糊度因子s sx x已知已知 1zTryTrxTrTTzTryTrxTrw1 -y6w1 -y5w1 -y4-1yxw-1y3w-1y2w-1y1+兩式相除兩式相除分子分母同除以分子分母同除以yT代入代入 的已知條件的已知條件0zw1yTrxTrTTyTrxTrw1 -y5w1 -y4-1yxw-1y2w-1y1+（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知1yTrxTrTTyTrxTr)C(Yd)C(Xdsw1 -y5w1 -y4-1yxw-1y2w-1y1yfyxf x1x+)C(YdYyfyd)C(XdsXxf x1xdd51y41yx1y21y11ywdwddwdwdX

53、rTrTTTrTrT yX xX Y yY xY結(jié)論：若有結(jié)論：若有 個基準參考點，則可得到個基準參考點，則可得到 個方程。個方程。NN其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知確定攝像機其余各參數(shù)的具體步驟：確定攝像機其余各參數(shù)的具體步驟： （1 1）計算）計算R R和和T Tx x，T Ty y （1-11-1）從計算機圖像坐標計算失真圖像坐標）從計算機圖像坐標計算失真圖像坐標 （1-1-11-1-1）輸入一幀圖像到計算機幀存儲器。對每一個校準用參考點，）輸入一幀圖像到計算機幀存儲器。對每一個校準用參考點， 確

54、定其相應的計算機坐標確定其相應的計算機坐標(X(Xfifi,Y,Yfifi) )，i = 1,2,.Ni = 1,2,.N。 這里，這里，N N為所用基準參考點的數(shù)目。為所用基準參考點的數(shù)目。 （1-1-21-1-2）根據(jù)廠家提供的）根據(jù)廠家提供的N Ncxcx、N Nfxfx等有關(guān)數(shù)據(jù)，得到等有關(guān)數(shù)據(jù)，得到dd x x和和d d y y的數(shù)值。的數(shù)值。 （1-1-31-1-3）?。┤?C(Cx x,C,Cy y) )為幀存儲器的中心像素。為幀存儲器的中心像素。 （1-1-41-1-4）計算）計算X Xdidi,Y,Ydi di ，i = 1,2,.N:i = 1,2,.N: XsdXCdix

55、xfix1()YdYCdiyfiy()n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知di51y41yx1y21y11ywidiwididiwidiwidiXrTrTTTrTrT yX xX Y yY xY1,2,.Ni 從從 個基準參考點，確定如下所示個基準參考點，確定如下所示 個方程：個方程：NN其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定（1-21-2）計算）計算5 5個未知參數(shù)：個未知參數(shù)： T Ty y-1-1r r1 1，T Ty y-1-1r r2 2，T Ty y-1-1T Tx x，T Ty y-1-1r r4 4，T Ty y-1-1r r5

56、5 n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知 將將 個方程聯(lián)立，有：個方程聯(lián)立，有：NCAB dNd2d151y41yx1y21y11ywNdNwNdNdNwNdNwNdNw2d2w2did2w2d2w2d2w1d1w1d1d1w1d1w1d1X XXrTrTTTrTrT yX xX Y yY xY yX xX Y yY xYyX xX Y yY xYL其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定（1-21-2）計算）計算5 5個未知參數(shù)：個未知參數(shù)： T Ty y-1-1r r1 1，T Ty y-1-1r r2 2，T Ty y-1-1T Tx x，T

57、 Ty y-1-1r r4 4，T Ty y-1-1r r5 5 n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知 CAB 5 5個未知數(shù)，個未知數(shù)， 個方程個方程N當當 時，上述線性方程組超定。時，上述線性方程組超定。5N 可用最小二乘法解得：可用最小二乘法解得： B = (ATA)-1ATC 其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定（1-21-2）計算）計算5 5個未知參數(shù)：個未知參數(shù)： T Ty y-1-1r r1 1，T Ty y-1-1r r2 2，T Ty y-1-1T Tx x，T Ty y-1-1r r4 4，T Ty y-1-1r r5 5

58、n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知542151y41y21y11yr rr rrT rTrT rTS2 2 4 5 11/22 2 4 5 12rr2y)rrr2(r)rrr4(r(SSTSrrrrr+1222425212j2i2y)r(rT+（1-31-3）從）從B B計算計算R R和和T Tx x，T Ty y （1-3-11-3-1）從）從B B計算計算|T|Ty y| |。步驟如下：。步驟如下： 令令 如果如果S S沒有沒有1 1行或行或1 1列全為列全為0 0，則，則T Ty y2 2可根據(jù)可根據(jù)R R的正交性得到：的正交性

59、得到： 這里，這里， 。 否則，根據(jù)下式計算否則，根據(jù)下式計算： 這里，這里， 、 為為S S中不為中不為0 0 的行或列的相應元素。的行或列的相應元素。irjr其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法（一）模糊度因子（一）模糊度因子s sx x已知已知其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定（1-31-3）從）從B B計算計算R R和和T Tx x，T Ty y （1-3-21-3-2）確定）確定T Ty y的符號：的符號： 取一個圖像坐標取一個圖像坐標(X(Xfifi,Y,Yfifi) )遠離圖像中心遠離圖像中心(C(Cx x,C,Cy y) )的基準參考點的基準參考點i

60、 i。 設設T Ty y的符號為正。計算：的符號為正。計算： 如果如果x xi i和和X Xdidi以及以及y yi i和和Y Ydidi的符號相同，則判的符號相同，則判T Ty y為正為正; ; 否則，判否則，判T Ty y的符號為負。的符號為負。 y11y1TrTry41y4TrTry21y2TrTryx1yxTTTTy51y5TrTrxwi2wi1iTyrxrx+ywi5wi4iTyrxry+n 內(nèi)內(nèi)/ /外部分離參數(shù)法外部分離參數(shù)法其它參數(shù)的確定其它參數(shù)的確定XWYWZW( ( X XWW, ,Y YWW, ,Z ZWW ) )P (X,Y,Z)P (X,Y,Z)或或P PP Pu u