基于雙目立體視覺的三維模型重建方法研究.pdf

1、物體三維重建是計算機輔助幾何設(shè)計、計算機圖形學(xué)、計算機動畫和數(shù)字媒體創(chuàng)作等領(lǐng)域的共性科學(xué)問題和核心技術(shù)?；陔p目立體視覺的三維重建利用處于不同位置的兩臺相機或一臺相機經(jīng)過平移或旋轉(zhuǎn)拍攝同一場景,通過計算物理點在兩幅圖像中的視差,得出該點的三維坐標值,從而重建該場景。該技術(shù)由于其價格低廉、適用性廣等優(yōu)點已經(jīng)成為三維重建領(lǐng)域中的重要方法。如何有效標定相機、有效校正圖像、提高立體匹配的精度和效率及三維點云的高效重構(gòu)是其中的重點和難點,本文針對

2、以上四個問題進行了研究。
　　首先,分析了兩種相機成像模型的標定方法,根據(jù)本課題研究中采用的雙目相機以及支架的特點,提出了基于2D棋盤格平面模板進行單目相機的二次標定方法,提高了標定精度。
　　其次,提出了一種基于內(nèi)參估計的未標定立體圖像對的校正方法,只需要給出初始圖像中的幾組匹配點,基于匹配點在校正后的圖像中滿足極線幾何約束這一條件,通過最小化所有匹配點的桑普森誤差值,得到系統(tǒng)方程并估計內(nèi)參,從而得到最優(yōu)的校正圖像。實驗結(jié)

3、果表明,在標定參數(shù)未知的情況下可以得到較好的校正圖像,為立體匹配提供標準的立體圖像對。
　　再次,提出了一種基于聯(lián)合相似性測度和導(dǎo)向濾波器的立體匹配算法。該算法采用像素的灰度及其梯度的線性組合作為相似性度量,同時采用具有保邊特性且計算量不依賴于濾波核大小的導(dǎo)向濾波器作為自適應(yīng)支持權(quán)重。實驗結(jié)果表明,該算法能獲得有效的視差圖,算法效率較高且具有良好的輻射不變性。
　　最后,針對三維點云數(shù)據(jù)重構(gòu)中的點云精簡問題,提出了基于八叉樹