基于雙目立體視覺的相位匹配算法研究.pdf

1、中圖分類號嬰三窆!UDC620碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q三三密級公玨基于雙目立體視覺的相位匹配算法研究StuayofPhaseMatchingAlgorithmBasedonBinocularStereoVision作者姓名學(xué)科專業(yè)研究方向?qū)W院(系、所)指導(dǎo)教師胡海電子科學(xué)與技術(shù)數(shù)字圖象處理信息科學(xué)與工程學(xué)院羅桂娥教授論文答辯日期21墜莖：11答辯委員會主席壁蘭蘭中南大學(xué)二0一三年四月基于雙目立體視覺的相位匹配算法研究摘要：雙目視覺是模仿

2、人類的雙目功能對同一景物從兩個不同的角度進行觀察，然后對不同角度下獲取的圖像根據(jù)幾何成像的原理得出圖像之間的視差，從而還原景物的三維信息。立體匹配就是搜索圖像對在成像過程中的同名點并獲取圖像偏差的過程，是三維重建的核心技術(shù)，是立體視覺的重點研究內(nèi)容，同時也是難點之一。本文在對現(xiàn)有的匹配方法進行分析的基礎(chǔ)上，重點對基于相位信息的圖像匹配方法進行了研究。由于相位本身反映了圖像結(jié)構(gòu)的位置信息，所以抗噪性能好，而且相位相關(guān)法是對整幅圖像的相關(guān)系

3、數(shù)進行處理，所以匹配速度快。但是基于相位相關(guān)的圖像匹配方法在處理位移變化的圖像時，在圖像邊緣不穩(wěn)定的情況下，可能會使該算法失效。為了能夠很好地處理圖像邊緣不穩(wěn)定的問題，本文在模板匹配的基礎(chǔ)上利用相位相關(guān)法進行圖像匹配。該方法在匹配處理過程中采用的是基于傳統(tǒng)模板匹配的小窗口搜索方式，需要對整幅圖像進行遍歷，從而導(dǎo)致了計算量的增加，影響了匹配速度。針對該方法的不足，本文在該方法的基礎(chǔ)上，采用大窗口搜索的方式，將模板擴充到原圖大小，然后再進行

4、基于相位相關(guān)的匹配處理。由于這種基于擴充模板的相位相關(guān)匹配方法采用的是大窗口的全局搜索方式，大大減少了計算量，從而提高了匹配速度。在實際的圖像中往往存在著仿射變換，單純的基于相位相關(guān)的匹配方法不能滿足該需求。所以，本文在相位相關(guān)的基礎(chǔ)上，利用FourierMellin變換的旋轉(zhuǎn)和縮放不變性，通過將圖像從空間笛卡爾坐標系轉(zhuǎn)換到對數(shù)極坐標系進行相應(yīng)處理，從而獲得圖像的位移量、旋轉(zhuǎn)角度和縮放倍數(shù)。但是，圖像在尺度變化的時候不可避免地會產(chǎn)生含糊

5、性，從而限制了基于相位相關(guān)的FourierMellin匹配方法在尺度縮放上的適應(yīng)范圍。為此，本文引入高斯尺度空間理論，利用該理論模擬人眼視覺成像的機理，構(gòu)造多尺度圖像，然后再進行各個尺度圖像的FourierMellin變換。這種方法減少了圖像尺度變化所引起的含糊性，一定程度上擴展了基于相位相關(guān)的FourierMellin匹配方法在尺度縮放上的適應(yīng)范圍。本文在基于高斯尺度空間理論的認識上，引入雙線性插值算法，提出了基于雙線性插值的尺度空闖