成像模型

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小孔成像模型

小孔成像模型小孔成像模型是物理学中一种重要模型，它可以被用于描述光学成像系统中的行为，以及基于小孔叠加力学原理设计的微型光学系统。

在传统的照相机中，通常采用小孔成像模型来解释由小孔叠加原理产生的图像信号。

小孔成像模型的原理是基于大量重叠小孔所产生的光线在几何上的折射和衍射效果，以及衍射效应引起的景深效应。

当光源穿过小孔时，会产生一种折射效应，被称为像差，其结果是图像中有模糊，但仍保留有光斑的轮廓，有利于图像清晰度的提升。

而当小孔后面有物体或平面时，光斑会通过衍射把物体或平面映射到小孔的另一端，这就是小孔成像原理，也即所谓的“幻影重叠”现象。

从物理学的角度，小孔成像模型具有良好的二维折射和衍射特性，但是当空间尺度越来越小时，它的衍射效应就会遭到破坏，这就是熵增之故。

为了解决这个问题，人们开始研究多级孔（MPM）来提升小孔成像模型的衍射效应，而且多级孔还具有可靠的景深控制能力，从而有利于图像的精确成像。

小孔成像模型的应用也越来越广泛，它被广泛用于摄像机中，可以帮助消除由环境光引起的图像模糊，具有一定的防护和抗干扰能力，可以保证摄像机在低光照条件下的正常工作，也能有效降低曝光时间。

此外，小孔成像模型也可以用于微型光学系统设计中，为了提高光源的效率，同时减小设备的尺寸。

当然，小孔成像模型也有一些缺点，比如它的衍射场比较小，波前结构的复杂度会对其图像清晰度产生负面影响，同时，小孔成像模型还会受到小孔直径等其他参数的限制，因此在实际使用中常常需要进行参数优化，以达到理想的效果。

总之，小孔成像模型是一种重要的物理学模型，可用于解释光学成像系统中的行为，被广泛用于摄像机和微型光学系统中，但仍有不少改进空间。

未来，相信会通过更多针对性的研究，进一步改善小孔成像模型的性能，为影像处理和精密制造提供更多的可能性。

相机成像模型公式

相机成像模型公式
【原创版】
目录
1.相机成像模型公式介绍
2.相机成像模型公式的组成部分
3.相机成像模型公式的实际应用
正文
1.相机成像模型公式介绍
相机成像模型公式是数字图像处理领域的基础公式之一，它可以帮助我们理解相机如何将物理世界中的光线转换为数字图像。

这个公式描述了光线如何通过相机的镜头和传感器，最终形成图像的过程。

2.相机成像模型公式的组成部分
相机成像模型公式主要包括以下几个部分：
- 光线：光线是物理世界中的电磁波，它在特定的时间和空间位置上具有一定的强度和方向。

- 镜头：镜头是将光线折射并聚焦到传感器上的透明玻璃片。

它的主要参数包括焦距、光圈和畸变等。

- 传感器：传感器是将光线转换为数字信号的芯片，通常是由光敏元件组成的阵列。

- 像素：像素是图像的基本单元，它由传感器上的一个光敏元件对应。

像素的值通常表示该点光线的强度。

3.相机成像模型公式的实际应用
相机成像模型公式在实际应用中有广泛的应用，包括图像处理、计算机视觉和机器学习等领域。

通过这个公式，我们可以理解图像的物理属性，如亮度、对比度和清晰度等，从而对图像进行有效的处理和分析。

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物理景观模型公式总结归纳

物理景观模型公式总结归纳物理景观模型被广泛应用于地理学、地质学、环境科学等领域，用于描述和解释地球表面的自然现象和地貌特征。

这些模型常常基于特定的物理原理和公式，通过数学计算和仿真来模拟现实世界的过程和变化。

本文将对一些常见的物理景观模型公式进行总结归纳，帮助读者更好地理解和应用这些模型。

一、气候模型1. 热力学气候模型公式热力学气候模型用于研究气候系统的能量平衡和热量传输机制。

其中，热平衡方程和辐射传输方程是常见的公式：热平衡方程：R = E + H + G辐射传输方程：R = S↓ - S↑ + L↓ - L↑其中，R表示净辐射，E表示潜热通量，H表示感热通量，G表示地热通量，S↓表示地面短波辐射，S↑表示大气短波辐射，L↓表示大气长波辐射，L↑表示地面长波辐射。

2. 降雨模型公式降雨模型用于预测和模拟降雨量和降雨强度。

常见的降雨模型包括指数模型、伽马模型和威尔逊模型。

以伽马模型为例，其公式如下：R = (t/Λ)^k * exp(-t/Λ)其中，R表示降雨量，t表示降雨时长，Λ表示伽马分布的时间参数，k表示伽马分布的形状参数。

二、地貌模型1. 风蚀模型公式风蚀模型用于研究风力对地表的侵蚀和沉积作用。

常见的风蚀模型公式包括席曼平衡方程和风蚀速率公式。

席曼平衡方程：F = R * K * V风蚀速率公式：E = K * R * V^n其中，F表示沙尘输出流量，R表示风速修正系数，K表示风蚀率系数，V表示风速，E表示风蚀速率，n表示风蚀速率指数。

2. 河流演化模型公式河流演化模型用于模拟和预测河流的侵蚀、沉积和河道变化。

常见的河流演化模型包括一维河道模型和二维河道模型。

以一维河道模型为例，其基本方程如下：dh/dt = Q - (1/m) * (dh/dx)^(n+1) * (Sf - S0)^(n/2)其中，h表示河道水深，t表示时间，Q表示入流流量，m表示扩散系数，x表示下游距离，Sf表示摩阻坡降，S0表示基准坡降，n表示剖面形态指数。

数学建模处理成像问题的模型和算法

1. 引言数学建模在现代科学和工程领域中扮演着重要的角色。

处理成像问题的模型和算法是数学建模中的一个重要研究方向。

本文将探讨数学建模在成像问题中的应用，以及相关模型和算法的深度和广度。

2. 成像问题的背景与挑战成像问题是指利用各种设备和技术获取物体或场景的视觉信息，并将其转化为数字信号或图像。

这些设备和技术包括摄像机、医学影像设备、雷达、卫星成像等。

成像问题的挑战主要包括光照条件、噪声干扰、成像精度和时间效率等方面。

3. 数学建模在成像问题中的应用数学建模在成像问题中起到至关重要的作用。

它通过建立数学模型来描述和分析成像过程中的物理规律和数学关系，从而实现对成像问题的理论分析、仿真和优化。

常见的数学建模方法包括几何光学模型、统计模型、信号处理模型以及优化模型等。

4. 几何光学模型几何光学模型是处理光学成像问题中最基础的数学模型之一。

它通过光线传播的几何路径和成像平面上的成像关系来描述物体的成像过程。

在此基础上，可以进一步推导出像差校正、透镜设计和成像算法等相关内容。

5. 统计模型统计模型是处理成像噪声和复杂场景的重要数学工具。

它基于概率统计理论，通过对成像数据的统计特征和分布进行建模和分析，来实现对成像质量和可靠性的提升。

典型的统计模型包括高斯模型、马尔可夫随机场模型以及贝叶斯网络模型等。

6. 信号处理模型信号处理模型在成像问题中具有广泛的应用。

它通过对成像信号的采集、采样、滤波、去噪和重构等过程进行建模和处理，从而实现对成像质量和信息还原的提升。

常见的信号处理方法包括小波变换、自适应滤波、压缩感知和深度学习等。

7. 优化模型优化模型是处理成像问题中的关键数学工具之一。

它通过建立成像参数的优化模型，来实现对成像系统的性能和效率的优化。

在成像问题中，典型的优化模型包括成像系统参数优化、成像重建优化和成像算法优化等。

8. 深度和广度的探讨在深度方面，数学建模在成像问题中涉及到的数学理论、物理模型和算法实现等方面的研究非常丰富，涵盖了几何光学、统计推断、信号处理、优化方法等多个领域。

小孔成像数学模型

小孔成像数学模型全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：小孔成像数学模型是描述光在经过一个小孔后的成像过程的数学模型。

这个模型被广泛地应用在光学领域中，尤其是在照相术和望远镜设计方面。

在这篇文章中，我们将详细介绍小孔成像数学模型的原理和应用。

让我们从一个简单的实验开始，考虑一个小孔P和一个发射光源S。

当光线从光源S发出并经过小孔P时，会在屏幕上形成一个明亮的点O。

这个点O就是光线经过小孔后在屏幕上的成像点。

根据光的传播特性，我们可以通过几何光学的原理来推导小孔成像数学模型。

根据几何光学的原理，我们可以得到如下的成像条件：1. 光线在穿过小孔时是近似直线传播的。

2. 光源到小孔的距离与小孔到成像点的距离之比等于小孔的直径与成像点的直径之比。

基于这些原理，我们可以建立起小孔成像数学模型。

假设光源S距小孔P的距离为d1，小孔P到屏幕的距离为d2，小孔的直径为D1，成像点O在屏幕上的直径为D2。

根据成像条件，我们可以得到以下的数学关系式：d1 / d2 = D1 / D2根据这个数学模型，我们可以计算出成像点的位置和大小。

这个模型不仅可以用于简单的小孔成像实验，也可以应用在更复杂的光学系统中，如照相机和望远镜中。

在照相机中，光线通过镜头后会聚焦在感光器上，形成照片。

照相机的工作原理其实就是利用了小孔成像数学模型。

通过调节镜头的位置和焦距，可以改变成像点的位置和大小，从而实现不同的拍摄效果。

而在望远镜中，我们通过眼睛观察远处的物体时，也是利用了小孔成像数学模型。

望远镜的镜片和透镜会将远处的景物聚焦在眼睛的虹膜上，形成清晰的视觉效果。

除了这些传统的应用，小孔成像数学模型在现代科学技术中也有着广泛的应用。

例如在医学成像领域，通过X光和CT扫描等技术，可以获取患者体内的影像，帮助医生做出诊断和治疗方案。

第二篇示例：小孔成像数学模型是光学中的一个重要概念，它描述了光线通过小孔时的成像过程。

通过数学模型，可以帮助我们理解光线在小孔前如何传播和聚焦，以及如何影响成像质量。

针孔相机成像模型

针孔相机成像模型相机成像模型1. ⼩孔成像⼤部分相机成像原理都可以简化为⼩孔成像，如下图所⽰：和以前课本上学习的⼀样，上图中蜡烛透过相机的针孔，在感光器上成倒⽴的像，这⼀个简单的模型即为针孔相机的成像模型。

基于这个模型，我们最希望解决的问题是：蜡烛在现实世界中的位置和图⽚中蜡烛像素点之间有着怎样的关系呢？2. 四个坐标系为了⽤数学语⾔来描述针孔相机模型，我们需要建⽴四个坐标系：世界坐标系，摄像机坐标系，图像物理坐标系和图像像素坐标系。

在下图中P是现实世界中物体，P‘是其对应的图⽚中的像素点，光⼼O即为相机的针孔处，对应的四个坐标系如下：世界坐标系：是客观三维世界的绝对坐标系，也称客观坐标系。

就是物体在真实世界中的坐标。

世界坐标系是随着物体的⼤⼩和位置变化的，单位是长度单位。

如图中P点是现实世界中的物体，若以地球中⼼为原点，便能确定其坐标P w(X w,Y w,Z w)摄像机坐标系：以相机的光⼼(针孔处)为坐标系的原点，以平⾏于图像的x和y⽅向为x轴和y轴，z轴和光轴平⾏，x， y，z互相垂直，单位是长度单位。

如图中以光⼼O为原点建⽴的xyz三个坐标轴O(x,y,z)图像物理坐标系：以主光轴和图像平⾯交点为坐标原点，x'和y'⽅向为坐标轴，如图所⽰，单位是长度单位。

如图中以O’为原点，建⽴的x‘y'坐标轴O'(x',y')图像像素坐标系：以图像的左上⾓顶点为坐标原点，u和v⽅向平⾏于x'和y'⽅向，单位是以像素计。

⼀般以图⽚左上⾓为原点，图⽚的宽为x轴，⾼为y轴。

（注意：其他三个坐标系单位是长度单位，只有图像坐标系是像素单位）建⽴好这四个坐标系后，从现实世界中的物体，到图⽚中的像素点，可以描述为下⾯⼏个步骤：1. 在世界坐标系中建⽴物体的坐标2. 世界坐标系和摄像机坐标系之间的转换3. 摄像机坐标系和图像物理坐标系之间的转换4. 图像物理坐标系和图像像素坐标之间的转换3. 坐标系转换3.1 世界坐标系转换摄像机坐标系世界坐标系通过旋转和平移，可以转换为摄像机坐标系。

小孔成像模型制作方法

小孔成像模型制作方法材料准备：1.硬质纸板或者塑料片2.剃刀或者剪刀3.直尺和量角器4.旧的相框或者镜框5.小口径的穿孔针或者针头6.透明胶带或者胶水7.小型手电筒或者激光笔步骤：1.准备一个纸板或者塑料片，剪成适当大小的正方形或者长方形，作为小孔成像模型的底板。

2.在底板上画一个小孔，可以使用尺子和量角器辅助绘制出一个直径约为2-3毫米的小孔。

也可以使用小针头或者针来穿孔，确保小孔的圆形和光滑度。

3.取出旧的相框或者镜框，拆下玻璃面板，并将其清洗干净。

4.将小孔底板放置在镜框内，确保小孔位于中央位置。

5.用透明胶带或者胶水固定小孔底板在镜框内，确保底板不会移动或者晃动。

6.可以将一块黑色的硬质纸板或者塑料片剪成适当大小的遮挡板，用来遮挡小孔之外的光线。

7.利用剃刀或者剪刀，将一个小孔成像模型的遮挡板中心切出一个适当大小的开口，用来放置手电筒或者激光笔。

8.将手电筒或者激光笔放置在刚刚切开的开口上，确保光线能够通过小孔成像模型。

9.打开手电筒或者激光笔，调整位置和角度，观察小孔成像模型上形成的投影图像。

可以调整手电筒或者激光笔的位置、角度和亮度，来观察不同的成像效果。

10.可以借助漫反射屏幕或者白纸，将小孔成像模型上形成的图像投射出来，以便更好地观察和分析。

使用小孔成像模型时需要注意以下几点：1.在操作过程中应注意安全，避免使用过于强亮的光源，以免损伤眼睛。

2.小孔成像模型对光线的要求较高，室内使用或在较暗的环境下使用效果更好。

3.注意手电筒或者激光笔的位置、角度和亮度的调整，以获得清晰的投影图像。

4.可以尝试使用不同孔径的小孔，观察不同孔径对成像效果的影响。

5.可以尝试更换不同的背景屏幕，观察改变背景对成像效果的影响。

6.可以通过改变小孔成像模型与屏幕之间的距离，观察焦距和放大倍数的变化。

成像模型

摄像机几何模型
A. 齐次坐标简介 B. 坐标系变换基础 C. 小孔数字成像模型 D. 投影矩阵含义解析 E. 透视投影近似模型 F. 含有畸变成像模型
齐次坐标
1965年由Roberts提出
特点： (1)齐次坐标使用n+1维空间结构来表示真实世界中 n 维中的实体空间关系 (2)用线性形式描述并运算各种视觉几何中的变换和运动 (3) 广泛应用的领域：计算机视觉，计算机图形学，机器人算法中描述物体间的关系和运动
f
：称主点坐标
ZC
数字图像坐标系： O UV
x y
图像坐标系
摄像机坐标系
YC
XC
小孔透视模型
19
计算机视觉与OpenCV基础 Basic Computer Vision and OpenCV
p 的图像坐标（数字）离散化
V

——垂直度
为图像传感器单个像元的长度和宽度（mm/pixel）
C
10
计算机视觉与OpenCV基础 Basic Computer Vision and OpenCV
坐标系变换基础
描述坐标系变换的一般形式
对于坐标系的刚性变换，可用矩阵 R 和向量 T 分别表示，
r11 R r21 r31 r12 r22 r32 r13 r23 r33 x T y z
摄像机几何模型
孟偲电话：82338578 邮件：Tsai@
“好奇”号
2
计算机视觉与OpenCV基础 Basic Computer Vision and OpenCV
3D位置、材料、光照、颜色
2D位置、灰度
由2D图像恢复3D信息的依据是什么？

【系统仿真学报】_成像模型_期刊发文热词逐年推荐_20140724

科研热词鱼眼非线性调制长波遮蔽率遥感逆合成孔径雷达衰减系数红外烟幕红外场景成像仿真等效温度短波真实结构模型电流密度灵敏度激励模式海面建模植被冠层检测深度有限元法数值模拟成像开放式电阻抗成像平面转台多基站半球图像仿真
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2009年科研热词合成孔径雷达参数估计需求工程需求图遗传算法逆合成孔径雷达近场运动补偿运动目标成像运动模糊转台目标成像调制高斯脉冲计算机图形学落点偏差菲涅尔衍射能量函数组合测量线性调频信号离焦模糊相衬成像相位中心偏置天线电荷转移效率电荷耦合器件测距欺骗干扰模拟退火模拟模型标记更新最短路星芒星空环境时域有限差分法数字高程模型改进的投影层析算法成像调度成像模型成像仿真系统成像带约束的特征匹配对地观测卫星宽带一维距离像天基大转角大气辐射传输大气环境数据库推荐指数 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2008年序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45
科研热词推荐指数 sar 2 顺轨模式 1 顺轨干涉 1 雷达成像 1 隶属度 1 隐身效果评估 1 轮廓匹配 1 脉冲压缩 1 聚类 1 综合模型 1 线性调频信号 1 红外隐身涂料 1 红外诱饵弹 1 红外成像制导导弹 1 红外成像制导 1 红外成像仿真 1 红外成像 1 红外图像生成 1 系统仿真 1 等效分子黑体 1 空空导弹 1 物理光学 1 烟幕 1 涂敷交互平台 1 海面电磁散射模型 1 流体力学 1 气动辐射特性 1 概率论 1 星载sar 1 数学建模 1 心脏成像 1 干涉法 1 小面单元 1 对抗模型 1 实时仿真 1 增量长度绕射系数 1 城市场景 1 图形电磁计算 1 图形处理器 1 图像重建 1 合成孔径雷达(sar) 1 双基地合成孔径雷达(bisar) 1 原始回波数据模拟 1 半实物仿真 1 分形海面模型 1

高光谱遥感场景成像模型研究

硕士学位论文高光谱遥感场景成像模型研究IMAGING SCENE MODEL FOR HYPERSPECTRAL REMOTE SENSING陈东来哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号： TP701 学校代码：10213 国际图书分类号： 621.396 密级：公开工学硕士学位论文高光谱遥感场景成像模型研究硕士研究生：陈东来导师：邹斌教授申请学位：工学硕士学科：信息与通信工程所在单位：电子与信息工程学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TP701U.D.C: 621.396Dissertation for the Master Degree in Engineering IMAGING SCENE MODEL FOR HYPERSPECTRAL REMOTE SENSINGCandidate：Chen DonglaiSupervisor：Prof. Zou BinAcademic Degree Applied for：Master of EngineeringSpeciality：Information and CommunicationEngineeringAffiliation：School of Electronics and InformationEngineeringDate of Defence：Jun, 2009Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要高光谱遥感系统可以同时获取地物的空间和光谱信息，正是由于这些优势使得高光谱遥感在植被研究、地质调查、大气环境遥感、海洋遥感、城市遥感以及军事侦查方面等很多领域应用越来越广泛。

建立高光谱遥感系统的仿真模型，可以为研究者提供一个更好的了解高光谱遥感系统成像过程的方法，帮助研究者找到影响成像结果的关键性因素以设计更好的高光谱传感器；可以为高光谱遥感数据后处理算法的开发人员提供大量经济、有效的实验数据，降低成本，推进高光谱遥感数据后处理算法的研究；可以为高光谱传感器的选用者提供一个虚拟平台，帮助选用者找到满足其使用需求的传感器设计参数。

卫星严格成像模型

类共线方程
r11 X X P r12 Y YP r13 Z Z P tg Y r31 X X P r32 Y YP r33 Z Z P
r21 X X P r22 Y YP r23 Z Z P tg X r31 X X P r32 Y YP r33 Z Z P
Hale Waihona Puke 二、卫星影像的严格成像模型
严格成像模型分为两种：位置-旋转（PR）模型：采用卫星位置和旋转角度（绕物方空间参考坐标系 — 笛卡尔坐标系轴线所作的旋转）作为模型参数轨道-姿态（OA）模型：采用卫星轨道参数（或位置与速度）以及姿态角作为模型参数
二、卫星影像的严格成像模型位置-旋转（PR）模型：
6.093
6.332 4.653 4.759
5.691
5.015 5.050 5.371
CCD获取单元 p
Z1
CCD阵列
Y ：垂直于轨道方向的侧视角
SPOT-5辅助数据提供任意像素在卫星本体系下的成像光线矢量可表示为：
X ：沿轨道方向的侧视角
X1
01
卫星运动方向
Y1
Y<0 像素p的视向
X>0
姿态变化引起的误差
tg ( Y ) ' u u1' tg ( X ) u1 1' u1 1
卫星本体坐标系是与卫星平台固联的坐标系，它的原点在卫星的质心，3个坐标轴由卫星姿态控制系统定义。它是惯导、姿态控制等的基本坐标系统。在本体坐标系下，相机中的每个CCD单元的成像光线方向由该单元在CCD阵列上的排列位置和 CCD阵列相对于卫星平台的侧视角有关

相机成像模型lecture01_camera_model

I am sexy
People loves to take picture of me.
éXù ê ú X = êY ú ê ëZ ú û
When they take a picture:
é xù x =ê ú ë yû
éXù ê ú X = êY ú ê ëZ ú û
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Camera Obscura
Shrቤተ መጻሕፍቲ ባይዱnking the aperture
• Why not make the aperture as small as possible?
• Less light gets through • Diffraction effects...
Adding a lens
– Changing the shape of the lens changes this distance
Lightfield Camera
Lytro
Camera Anatomy
Sensing Parameters
Quiz: how to make an image brighter in a dark room?
• It is an basic version. • And the advanced version focusing on reading papers on a specific topic will be taught in following 1-2 years.
Prerequisites
“circle of confusion”
• A lens focuses light onto the film
– There is a specific distance at which objects are “in focus”

光学仪器的成像原理与应用

光学仪器的成像原理与应用光学仪器是一种利用光的传播特性进行观测、测量和分析的工具。

它通过光的反射、折射、散射等现象，实现对物体的成像。

光学仪器的成像原理涉及到光的传播、光的反射和折射、透镜和光学系统的构成等方面的知识。

本文将从成像原理和应用两个方面展开讨论。

一、成像原理光学仪器的成像原理可以简单地归纳为两种：几何光学和物理光学。

几何光学是一种简化的成像模型，它假设光线传播是直线传播，并且不考虑光的波动性。

几何光学的基本原理是光的传播是沿直线传播的，光线在传播过程中会发生反射和折射。

根据光的传播特性，可以推导出光线在透镜、反射镜等光学元件上的成像规律。

例如，凸透镜会使平行光线汇聚于焦点，形成实像；凹透镜会使平行光线发散，形成虚像。

几何光学的成像原理在光学仪器的设计和应用中起到了重要的作用。

物理光学是一种更加精确的成像模型，它考虑了光的波动性和干涉、衍射等现象。

物理光学的基本原理是光的传播是波动传播的，光波在传播过程中会发生干涉、衍射等现象。

物理光学的成像原理可以通过光的波动性和干涉、衍射的数学模型进行描述和解释。

例如，干涉仪是一种利用光的干涉现象进行测量和分析的光学仪器。

它利用光的波动性和干涉现象，实现对光的相位差的测量，从而得到所需的信息。

二、应用光学仪器的应用非常广泛，涉及到生物医学、物理学、化学、材料科学等多个领域。

在生物医学领域，光学仪器被广泛应用于显微镜、光谱仪、光学成像等方面。

例如，显微镜是一种利用光的成像原理观察微观物体的仪器。

它通过光的折射和散射现象，实现对微观物体的放大和清晰成像。

光学成像是一种利用光的成像原理对生物组织进行观测和分析的技术。

它通过光的反射、散射等现象，实现对生物组织的高分辨率成像，为医学诊断和治疗提供了重要的工具。

在物理学领域，光学仪器被广泛应用于光学测量、光谱分析等方面。

例如，激光干涉仪是一种利用光的干涉现象进行测量的仪器。

它通过光的干涉现象，实现对物体表面形貌、薄膜厚度等参数的测量。

高分卫星成像模型讲解

像点在本体坐标系下的坐标
14
2.2光学卫星影像的共线方程
SPOT-5 HRS影像严格成像模型

卫星本体坐标系与轨道坐标系之间的变换

轨道坐标系与WGS-84坐标系之间的变换
15
2.2光学卫星影像的共线方程
SPOT-5 HRS影像严格成像模型
16
2.2光学卫星影像的共线方程
资源三号卫星三线阵CCD影像严格成像模型扫描行成像时刻的确定
K-1 K K+1 K+2
K 2 t tk P(t j ) P(ti ) i K 1 k K 1 ti tk k i
K 2

P
定向片内插模型示意图
13
2.2光学卫星影像的共线方程
SPOT-5 HRS影像严格成像模型

扫描行成像时刻的确定
天绘一号卫星三线阵CCD影像严格成像模型
由精密定轨数据确定；为下视相机相对于CGCS2000坐标系的旋转角构成的旋转矩阵，由精密定姿数据确定；为前视相机、后视相机相对于下视相机的夹角所构成的旋转矩阵；为CCD在焦平面的旋转角所构成的旋转矩阵；为在CCD线阵上探元在方向的偏移误差，实验室共标定了线阵上30个探元的偏移误差；为像点在像空间坐标系下的坐标，以轴为飞行方向；

像点在本体坐标系下的坐标

卫星本体坐标系与J2000坐标系之间的变换
17
2.2光学卫星影像的共线方程
资源三号卫星三线阵CCD影像严格成像模型

J2000坐标系与WGS-84坐标系之间的变换

为极移矩阵，为地球自转矩阵，为岁差章动矩阵。资源三号卫星三线阵CCD影像的严格成像模型

基于成像模型的三维坐标计算

像素坐标系(Oo− u − v)：计算机内数字图像所用的坐标系统，原点位于数字图像的左上角，u轴向右，v轴向下，分别表示某个像素在图像数组中的列数与行数。
2、线性模型
3D空间点(XW，YW，ZW)T投影到二维成像平面得到成像点m =（u，v）T，根
据以上几个坐标系不同的相互关系，其间要经过下列坐标变换：
由上节平面镜成像模型可知：
参考文献：单目摄像头实时视觉定位——上海交通大学
1、坐标系定义
成像变换涉及到不同坐标系统之间的变换。考虑到图像采集最终结果是要得
到计算机里的数字图像，在对3D空间景物成像时涉及到的坐标系统主要有以下
几个：
世界坐标系（Ow− Xw− Yw− Zw）：也称真实或现实世界坐标系，它是客观世界的绝对坐标系。一般的3D场景都是用这个坐标系统来表示的。
联立公式得：
式中，和分别是使用像素宽度和高度作单位时的焦距长度；代表像素的倾斜因子(Skew)；矩阵K= 只与摄像机的内部结构有关，称作摄像机内参数；R和t表示了摄像机相对世界坐标系的位置和方向，称作摄像机外参数；矩阵P = K[R，t]称作透视投影矩阵(PerspectiveProjectiv的坐标。
（3）由图像坐标系到像素坐标系的转换
图像坐标系同像素坐标系之间关系如图，其
转换关系为：
其中，（u，v）是成像点在像素坐标系下的坐标(图像数组中的行列)；dx、dy表示像素坐标系中的每个像素在x轴和y轴方向上的物理尺寸；( )是摄像机就点(principal point)在像素坐标系下的坐标，γ是像素物理坐标的斜向畸变角
（1）从世界坐标系到摄像机坐标系的坐标变换：
式中，Xc(Xc，Yc，Zc)T为XW点在摄像机坐标系下的三维坐标；R和t分别