立体视觉表面恢复研究

论文摘要

在现代社会中,图文图像的采集与处理已经深入到每一个角落,对社会的稳定与进步起到了越来越重要的作用!本文主要研究主动投影式的立体视觉三维表面恢复技术及其相关的图形、图像处理的关键技术。首先讨论了Marr视觉理论中存在的不足并分析了其原因,在此基础上,围绕目前基于立体视觉的三维表面恢复技术中存在的问题,提出了一种基于密集网格光栅投影的立体视觉三维表面恢复方法。针对特定的网格状立体图像,并考虑到系统处理速度等因素,提出了快速递归中值滤波、选择性目标增强滤波等图像预处理方法,为后续处理铺平了道路,实验结果证实了其有效性。针对立体视觉中的关键问题,即立体匹配技术进行了研究,在分析传统匹配方法的基础上,通过合理选择方案,提出了一种算法简单的由粗到精的立体匹配方法,分析了各误差影响因素,并根据一些误差原因给出了相应的解决方法。为适应现代软件和生产中“所见即所得”的需要,最后就常用的光切法测量系统所得三维表面数据的拟合重建与显示技术进行了研究,提出了三维数据滤波方法用以修补缺失数据点和消除“数据图像”的“数据噪声”,设计了一套双三次B样条曲面拟合算法并给出了其具体实现过程,构造了一个基于OpenGL的专用三维图形显示类,研究了对OpenGL绘制图像的位图格式输出和动态显示技术,为三维表面数据的实时显示提供了方便。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 基于视觉的三维表面恢复技术
• 1.3 本文研究的目的和意义
• 1.4 本文的研究工作及内容安排
• 第二章 网格光栅投影的三维表面恢复原理及系统概述
• 2.1 Marr 视觉计算理论简述
• 2.2 立体视觉模型
• 2.3 基于网格光栅投影的立体视觉三维表面恢复系统
• 2.3.1 系统结构与装置
• 2.3.2 三维表面恢复系统的工作流程
• 2.3.3 与同类系统的比较及本系统特点分析
• 2.4 小结
• 第三章 网格立体图像的预处理与匹配技术
• 3.1 引言
• 3.2 快速递归中值滤波
• 3.3 立体图像由粗到精匹配技术研究
• 3.3.1 两种立体匹配方法
• 3.3.2 方案选择
• 3.3.3 网格交叉点与种子点的提取
• 3.3.4 网格交叉点的匹配
• 3.4 结论
• 第四章 深度计算及系统误差影响因素分析
• 4.1 双目立体视觉中的深度计算
• 4.2 系统中的误差影响因素及其分析
• 4.2.1 立体计算误差分析
• 4.2.2 系统安装误差分析
• 4.2.3 参数a 和f 的误差影响及分析
• 4.3 小结
• 第五章 三维数据拟合与可视化技术研究
• 5.1 B 样条曲面曲线
• 5.2 曲面拟合方法的选择与重建
• 5.3 三维数据点的滤波处理及曲面拟合
• 5.4 计算机图形显示与OpenGL 工作原理
• 5.5 基于OpenGL 的三维数据可视化技术特点
• 5.6 小结
• 第六章 结束语
• 6.1 结论
• 6.2 进一步的工作
• 致谢
• 参考文献