论文题目: 实时双目立体视觉研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 光学
作者: 廖素英
导师: 杨华军
关键词: 双目立体视觉,视差,摄像机标定,区域相关,立体匹配,动态规划
文献来源: 电子科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 双目立体视觉直接模拟人类视觉处理景物的方式,成为波动光学三维传感方法中最重要的距离感知技术,被广泛地应用于各领域。近年来,随着计算机处理速度和图像采集速度的提高,使得从算法和硬件两方面实现实时的双目立体测量成为可能。双目立体视觉再次成为研究的热点。本文以Marr 的视觉计算理论为基础,对双目立体视觉的基本理论、方法和相关技术进行了系统研究,立足从改进算法方面实现快速的双目立体视觉,为实时双目立体视觉硬件系统的建立提供参考。主要内容包括基本原理、计算理论分析,图像采集,摄像机标定,立体匹配和算法软件设计五个部分。重点对摄像机标定和立体匹配过程进行了详细分析和算法实现。摄像机标定方面,在SUSAN 角点准确提取的基础上,巧妙地利用平面网格模板作为参考物,通过线性求解和Levenberg-Marquarat 非线性优化相结合,灵活快捷地标定了摄像机的内外参数,实验结果较为合理。立体匹配方面,提出基于区域相关匹配的动态匹配方法,对图像对首先进行归一化协方差相关运算建立候选匹配点集,在此基础上引入动态规划技术进行全局优化,通过在相关系数平面上寻找一条最佳路径来得到最终的匹配结果。匹配过程中采用了盒滤波技术、金字塔分层、顺序一致性约束和视差范围限定等方法加速匹配过程,实现了浓密视差图的快速准确提取。论文最后给出了实时双目立体视觉系统的构建模块,并根据面向对象的设计方法,在VC++环境下开发了图像采集、特征提取、摄像机标定、动态匹配等相应算法的实现软件。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 双目立体视觉的研究概况
1.2 国内外双目立体视觉研究的发展趋势
1.3 双目立体视觉的应用领域
1.4 课题的选题依据和主要目的
1.5 论文的主要工作
第二章 双目立体视觉的基本原理、计算理论和算法
2.1 双目立体视觉原理
2.2 双目立体视觉计算理论基础
2.2.1 匹配基元的选取
2.2.2 立体视觉的不确定性
2.2.3 对物体的再认识与立体视觉的关系
2.3 双目立体视觉算法
2.3.1 相容性测度
2.3.1 最优解算法
第三章 图像采集
3.1 图像采集设备
3.1.1 CCD 摄像机
3.1.2 图像采集卡
3.2 硬件连接
3.3 图像采集软件
第四章 双目立体视觉摄像机标定
4.1 引言
4.2 摄像机模型
4.3 标定过程
4.3.1 针孔模型摄像机的标定
4.3.2 径向畸变模型摄像机的标定
4.4 实验过程及结果
4.4.1 实验步骤
4.4.2 计算结果
第五章 基于区域相关的动态立体匹配
5.1 引言
5.2 区域相关匹配建立候选匹配点集
5.2.1 归一化协方差相关
5.2.2 数据结构
5.3 区域相关匹配的加速方法
5.3.1 金字塔多分辨率匹配
5.3.2 相关系数的快速计算
5.3.3 用视差范围限定减少计算量
5.4 动态规划全局优化
5.4.1 动态规划简介
5.4.2 动态规划在立体匹配中的应用
5.4.3 基于区域相关的动态规划匹配
5.5 视差的亚像素计算
5.6 匹配实例
第六章 系统构成和界面设计
6.1 系统构成
6.2 界面设计
第七章 总结和展望
7.1 总结
7.1.1 论文完成的工作
7.1.2 论文创新点
7.2 问题和展望
7.2.1 存在问题
7.2.2 展望
致谢
个人简历
硕士期间发表的学术论文
参考文献
发布时间: 2005-09-23
参考文献
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