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(cè)的重要工具之一，具有速度快、精度高、信息量大等優(yōu)點(diǎn)，是水下機(jī)器人探測(cè)的重要組成部分。水下機(jī)器人工作的關(guān)鍵是獲取可靠的水下圖像并進(jìn)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(duì)象，對(duì)空氣中現(xiàn)有立體匹配算法進(jìn)行了改進(jìn)，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(jī)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(dá)式；重點(diǎn)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(duì)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(jìn)方法。方法一，RGB模型下，在R、G、B三個(gè)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(gè)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(cè)量公式尋找匹配點(diǎn)；方法二，將原始RGB顏色模型轉(zhuǎn)換成高斯顏色模型，增強(qiáng)圖像光照不變性、顏色不變性，然后在E、E?、E??三個(gè)通道分別利用Daisy算法計(jì)算描述符并求平均值，最后選擇歐式距離相似性測(cè)量公式尋找匹配點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，兩種改進(jìn)方法與SIFT匹配正確率相似，同時(shí)算法時(shí)間有一定降低，可以在水下圖像的稠密匹配場(chǎng)景中應(yīng)用。
　　(3)針對(duì)水下圖像不再滿足空氣