计算机视觉中立体匹配技术的研究

论文题目: 计算机视觉中立体匹配技术的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 模式识别与智能系统

作者: 刘正东

导师: 杨静宇

关键词: 计算机视觉,立体匹配,视差,径向基函数,视差空间,松弛迭代,动态规划,区域生长

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 立体视觉匹配是计算机视觉和非接触测量研究中最基本的关键问题之一,该技术使得通过像点获取距离信息,实现三维立体再现成为可能,但同时也是最难彻底解决的问题。本文对双目视觉的立体匹配相关理论与算法进行了细致的研究,在区域相关基础上,结合特征点和轮廓等全局结构信息,尝试对不同需求建立相应的算法,并通过对真实图像的实验证明了算法的可行性和有效性。 灰度相关直接用图像灰度进行匹配,没有考虑场景物体之间的空间和结构相关性,使得结果对结构、光照、纹理和畸变十分敏感。本文提取边缘点作为初始匹配集,采用高斯核径向基函数网络模式,误差函数包含特征的训练误差和非特征点估计视差的平滑条件。利用梯度下降法来估计最优全局视差分布。 本文发展了Barnard算法,利用边缘特征点的高可靠性,提出边缘引导的匹配算法。特征点限定了非特征点的有效视差范围。在视差空间值的迭代更新过程中,充分考虑匹配点邻域支持区的视差分布情况和相对可靠的边缘特征点,非特征点的支持区窗口形状也根据特征点的分布而有所不同。这样,降低了对视差空间中匹配值估计的不确定性。另外,结合视线冲突的检测和匹配阈值对遮掩区进行检测和标记,视差的唯一性和连续性约束得到了体现。 针对匹配的实时性要求,本文给出了一种快速算法。利用LoG算子生成稀疏的边缘点初始视差图。对于非边缘点以初始视差图为约束,构造自适应窗口。对得到的相容匹配序列,利用时间规整算法中的动态规划法寻找一条最佳的匹配路径。根据回溯得到整体高密度视差图。极大缩小了匹配搜索空间。实验结果表明该算法具有较高的运行效率。 边界特征点主要是一些离散的孤立的点,算法在处理过程中很难把握场景的全局信息和结构。对于自主车避障和目标跟踪的领域,不一定要得到全部像点的深度信息。本文引入区域的边界规则度来过滤过分割图像。根据分割区域的空间位置关系等约束条件,通过设定的代价函数来计算图像间对应区域的不变矩相似度,据此对分割区域进行匹配工作。该方法不需要对目标作先期了解和建模,在检测人工目标的时候具有通用性。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 摄像机几何模型

1.3 透视投影

1.4 人类的立体视觉过程

1.5 Marr的视觉理论框架

1.6 计算机立体视觉深度感知方法的研究与现状

1.7 本文的研究内容和创新点

1.8 论文的组织结构

2 梯度特征与径向基函数视差估计

2.1 引言

2.2 深度信息的计算

2.3 基本约束条件

2.4 匹配基元的选择和整体匹配

2.5 基于区域的匹配及实验一

2.6 基于梯度特征和高斯核径向基函数的视差估计

2.7 区域相关性测度

2.8 实验二

2.9 本章小结

3 立体匹配的边缘引导与遮掩检测

3.1 引言

3.2 Barnard算法

3.3 基于小波分析的图像降噪和边缘检测

3.4 具有边界引导的立体匹配

3.5 视差图与遮掩检测

3.6 实验一

3.7 实验二

3.8 本章小结

4 快速的边界特征时间规整匹配算法

4.1 引言

4.2 特征点的匹配

4.3 视差图的动态时间规整算法

4.4 动态规整算法的效率问题

4.5 遮掩检测

4.6 实验一

4.7 实验二

4.8 实验三

4.9 本章小结

5 序列图像的轮廓匹配方法

5.1 引言

5.2 图像分割方法

5.3 基于边界规则度的轮廓匹配

5.4 实验一

5.5 用于避障的轮廓匹配算法

5.6 实验二

5.7 本章小结

6 视差图校正及结束语

6.1 引言

6.2 视差图误差检测与校正

6.3 结束语及下一步的研究工作

致谢

参考文献

附录

发布时间: 2005-09-12

参考文献

• [1].基于双目视觉的立体匹配方法研究[D]. 符立梅.西北工业大学2017
• [2].面向小基高比图像的立体匹配方法研究[D]. 门宇博.哈尔滨工程大学2018
• [3].基于图像分割的快速小基高比立体匹配技术研究[D]. 马宁.哈尔滨工程大学2018
• [4].面向深度提取和形状识别的图像匹配[D]. 周秀芝.国防科学技术大学2006
• [5].面向三维可视通讯的立体匹配方法[D]. 柴登峰.浙江大学2006
• [6].复杂场景建模和绘制中若干关键问题的研究[D]. 偶春生.合肥工业大学2008
• [7].高分辨率近似纹理图像立体匹配技术研究[D]. 黄经州.浙江大学2015
• [8].基于多通道置信度传播算法的航空核线影像稠密立体匹配研究[D]. 胡腾.武汉大学2013
• [9].自主移动机器人的运动规划与图像理解研究[D]. 白明.大连理工大学2011
• [10].基于遮挡信息的局部立体匹配算法的研究[D]. 王玮.山东大学2012

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