水下雙目立體視覺稠密匹配算法的研究.pdf

1、海洋資源豐富，空間廣闊，開發(fā)潛能巨大。視覺技術(shù)是水下探測的重要工具之一，具有速度快、精度高、信息量大等優(yōu)點，是水下機器人探測的重要組成部分。水下機器人工作的關(guān)鍵是獲取可靠的水下圖像并進行處理，而水下圖像處理的關(guān)鍵是立體匹配。本文以雙目立體視覺的水下應(yīng)用作為研究對象，對空氣中現(xiàn)有立體匹配算法進行了改進，使其適用水下環(huán)境。主要做了以下工作：
　　(1)本文首先從攝像機成像模型出發(fā)，介紹了4種參考坐標(biāo)系及它們之間的數(shù)學(xué)相關(guān)性，然后構(gòu)建線

2、性成像模型、水下環(huán)境成像模型；其次介紹了常用的平行雙目立體視覺系統(tǒng)，推導(dǎo)了視差與目標(biāo)深度的數(shù)學(xué)表達式；重點介紹了立體匹配算法的基礎(chǔ)概念、主要步驟、約束條件及分類。
　　(2)針對水下環(huán)境中光線發(fā)生折射、散射、吸收等導(dǎo)致水下圖像畸變，圖像模糊，Daisy算法在灰度圖像上匹配正確率低等問題，提出兩種基于顏色模型的Daisy改進方法。方法一，RGB模型下，在R、G、B三個通道分別利用Daisy算法生成子描述符，將子描述符組合成一個更大描

3、述符，與在灰度圖像上生成描述符相比，差異性增加，然后利用歐式距離相似性測量公式尋找匹配點；方法二，將原始RGB顏色模型轉(zhuǎn)換成高斯顏色模型，增強圖像光照不變性、顏色不變性，然后在E、E?、E??三個通道分別利用Daisy算法計算描述符并求平均值，最后選擇歐式距離相似性測量公式尋找匹配點。實驗數(shù)據(jù)顯示，兩種改進方法與SIFT匹配正確率相似，同時算法時間有一定降低，可以在水下圖像的稠密匹配場景中應(yīng)用。
　　(3)針對水下圖像不再滿足空氣